自动电压控制技术(AVC)在城市电网中的应用研究

自动电压控制技术(AVC)在城市电网中的应用研究

陈建华

(国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106)

摘要：城市电网管理中应用AVC技术有助于电网电压的高效管理，对于推动智能化电网建设有重要意义。本文介绍了自动电压控制系统的构成与功能，并探讨了其在城市电网中的应用，希望能为电网管理提供参考。

关键词：AVC；城市电网；电压合格率；网损

电压质量是电能质量的重要指标之一，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。传统的电压控制由分散的当地控制器组成，需人工驱动，无法从全局的角度进行电压协调和优化，电网自动电压控制系统（AVC）的研发与应用结合调度能量管理信息系统，利用电网实时运行数据从整个电网系统的角度计算出最佳的电压调整方案，以电压安全和优质为约束，以系统运行经济性为目标，对变电站调压设备进行联合控制，实现了电网无功的自动控制和电压优化。下面对自动电压控制技术在城市电网中的应用加以研究。

1.自动电压控制系统

1.1系统构成

AVC自动电压控制系统是一个动态的、闭环的、实时运行的控制系统，是一个在时域上分级、地域上分层分区的分解协调过程，其在电网正常运行时通过实时监测电网无功电压情况实现在线优化计算，确保分层调节控制电网变压器分接头及无功电源等，在对各接入点的无功补偿实现最优闭环控制，保证优质电压与最小网损。AVC控制系统主要由AVC-C调度中心主站、AVC-P发电厂自动电压控制系统、AVC-S变电站自动电压控制系统等构成，其中AVC-P与调度中心主站实现协调电压优化决策、给出主导节点参考电压，与发电机调节系统相配合，实现发电厂高压母线电压的自动优化控制。AVC自动电压控制系统构成见图1。

1.2系统功能

AVC系统作为城市智能电网调度控制系统的一个高级应用模块，通过变电站无功设备自动投切及变压器自动调节实现系统电压的监控，AVC系统的投入运行可极大地提高监控效率，将监控员从频繁人工投切无功设备的工作中解放出来，从而使调控人员统观全局，有效地指挥电网安全、稳定和经济运行，极大地提高电网的运行管理水平。AVC系统的应用可提升各类电压合格率，将调控人员从日常大量的调压调容工作中解脱出来，极大的减轻了调档操作及监控操作的负担，彻底实现了遥调误操作的零概率，保障了电压合格率指标。尤其是AVC系统的闭环运行标志着城市智能电网无功电压控制水平迈上了一个新台阶，实现了调控一体化和变电站无人值班模式下电网无功电压调整的要求，为电压无功优化控制系统互联闭环运行及全网统一协调自动控制提供有力支持，减少无功负荷在电网中流动、降低系统网损、提高系统的电能质量。

2.AVC系统在城市电网中的应用

2.1提升电压合格率

电压质量是电能质量的重要指标之一，提高主网电压合格率对确保电网安全稳定运行、降低电网一次损耗、提高用户电压合格率具有重要意义。AVC系统的应用有助于进一步提高电网电压质量管理能力，城市电网中AVC系统的应用有助于加强政府、发电企业、电力用户等在线沟通，全面优化省调、地调自动电压控制系统的调整策略，通过无功电压调整有助于实现厂站协调、厂厂协调等，充分发挥电厂精细化连续调压能力的优势，做好风电场自动电压控制管理工作，提高无功补偿设备运行水平。自动压控系统将根据变电站母线电压和无功功率，结合变电站电源端实时运行情况自动对变电站的电容器进行投入和对变压器档位进行调整，保证变电站母线电压处于合格范围并使电网最经济化运行。在电网运行管理方面，结合电网运行方式发挥电网无功补偿装置作用，配合多种调压措施和预控手段，可有效克服城市电网中因网架结构、用户变电站无功补偿能力不足、峰谷电价导致负荷倒置等原因带来的问题，实现主网电压合格率100％。

2.2应对电压负荷挑战

我国城市电网经常在夏季遭遇负荷高峰，对主网电压质量管理带来挑战，AVC系统的应用可更好的发现当前城市主网电压管理存在的问题，针对主网电压管理薄弱点进一步提高电网特殊方式下电压调整的能力。针对夏季负荷高峰期电网主网可能发生的电压越限问题，可提前采取预防措施，确保电网平稳运行，还可借助AVC系统应用优势进一步加强无功补偿装置的检修管理工作，为应对高峰负荷挑战奠定良好基础。比如北京地区应用AVC系统之后成功实现了各项功能模块和控制策略，电网负荷高峰和低谷时段电压越限的母线数量分别较系统投入前下降68％和63％，母线电压累积越限时间下降25.23％，有效缓解了近年来由于电缆线路大幅增加导致北京西北部电网电压持续偏高的问题，电网电能质量得到显著提升。

2.3提升电网运行安全性

城市电网AVC系统的投运意味着电网全面进入电压自动调节时代。系统将自动获取实时采集到的数据并进行在线分析和计算，对电网内各变电站的变压器和电容器进行集中监视、统一管理和在线控制，根据电网电压无功分布空间及分布状态自动选择控制模式，使各种控制模式自动适应协调配合，从而实现电网全网的最优化电压调节。这不仅显著降低了调度员的工作量，避免了人员操作失误导致的电网风险，同时让客户电压合格率始终保持100％，提高了电网运行的安全可靠性。同时，AVC系统还可有效降低电能损耗、减少设备动作次数，实现全网电压优化调节和无功优化控制，为降损增效工作提供强劲的技术支持，提升电网电压品质和整个系统经济运行水平，大大提高工作效率。

3.结束语

综上所述，自动电压控制技术在城市电网中的应用可显著提升电压合格率、提高系统电能质量、降低网损与误操作，有助于构建更加安全、高效、稳定、经济运行的城市电网，对于提升电网运行管理水平有重要价值。

参考文献

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