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AVC系統在電網(wǎng)EMS中的應用
摘 要:隨著(zhù)電網(wǎng)的快速發(fā)展,電網(wǎng)規模的日益擴大,面向整個(gè)電網(wǎng)的無(wú)功電壓控制矛盾日益突出。自動(dòng)電壓控制(AVC)技術(shù)架構在EMS系統之上,以電壓安全和優(yōu)質(zhì)為約束,以系統運行經(jīng)濟性為目標,連續閉環(huán)的進(jìn)行電壓的實(shí)時(shí)控制,有效解決了電網(wǎng)面臨的電壓控制問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:自動(dòng)電壓控制(AVC) EMS系統 閉環(huán) 電壓的實(shí)時(shí)控制
【中圖分類(lèi)號】 G644.4【文獻標識碼】 C 【文章編號】1671-8437(2010)02-0169-01
1引言
隨著(zhù)電力工業(yè)的發(fā)展,大容量電廠(chǎng)和電力用戶(hù)的大電力系統的出現,電壓?jiǎn)?wèn)題已經(jīng)不只是一個(gè)供電質(zhì)量的問(wèn)題,而且是關(guān)系到大系統安全運行和經(jīng)濟運行的重要問(wèn)題[1]。如何對電壓進(jìn)行優(yōu)化控制,提高電壓質(zhì)量、降低系統網(wǎng)損成為供電企業(yè)調度運行人員日益重視的問(wèn)題。近年來(lái)自動(dòng)電壓控制(AVC)技術(shù)的研究得到了長(cháng)足的發(fā)展,成熟的AVC技術(shù)也逐步運用在各大電網(wǎng)的運行中。電網(wǎng)AVC系統的投運解決了電網(wǎng)運行中面臨的無(wú)功電壓?jiǎn)?wèn)題,滿(mǎn)足了電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全和經(jīng)濟運行的高要求,提高了電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行水平。
2AVC系統簡(jiǎn)介
基于最優(yōu)潮流(OPF)的實(shí)時(shí)自動(dòng)電壓控制(AVC)集安全性和經(jīng)濟性于一體,可實(shí)現安全約束下的經(jīng)濟性的閉環(huán)控制,被公認為是電力系統調度控制發(fā)展的最高階段[2]。AVC系統在現有的EMS系統SCADA/PAS基礎上,利用EMS高級應用軟件(PAS)現有的電網(wǎng)模型以及SCADA系統采集的實(shí)時(shí)數據,在滿(mǎn)足協(xié)調變量目標值前提下,以全網(wǎng)網(wǎng)損最小為目標,綜合考慮母線(xiàn)的電壓合格率、無(wú)功調節設備的動(dòng)作次數限制、保護動(dòng)作情況等約束條件,通過(guò)分析計算,實(shí)時(shí)給出全網(wǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化控制方案,并通過(guò)SCADA系統實(shí)現對無(wú)功調節設備的閉環(huán)控制。
AVC服務(wù)器作為EMS系統的一個(gè)節點(diǎn),與SCADA/AGC/PAS/DTS應用的實(shí)時(shí)庫數據交互和網(wǎng)絡(luò )通信采用平臺提供機制。AVC系統進(jìn)程采用類(lèi)似AGC的網(wǎng)絡(luò )化配置,主備服務(wù)器雙機熱備用,即主機進(jìn)程故障時(shí),備機進(jìn)程能自動(dòng)啟動(dòng),保證AVC系統不間斷運行,且主備切換時(shí)間短,保證不丟失任何控制數據。EMS系統中其余節點(diǎn)應可瀏覽AVC畫(huà)面、數據,用作觀(guān)摩和演示。
AVC系統實(shí)現的功能包括省地AVC協(xié)調、數據濾波、自動(dòng)分區、決策選擇、控制執行、安全監視、規則庫、信息分析查詢(xún)等功能。
2.1 AVC系統根據電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行控制策略計算,能 實(shí)現控制策略的開(kāi)環(huán)、半開(kāi)環(huán)、閉環(huán)控制,根據策略進(jìn)行實(shí)際的設備操作,控制模式之間的協(xié)調優(yōu)先保證電壓和功率因數約束,系統網(wǎng)損則次之。通過(guò)模式優(yōu)先級和響應周期考慮控制動(dòng)作次序問(wèn)題,避免控制過(guò)調或振蕩。
2.2 AVC系統接讀取SCADA所有量測,根據電網(wǎng)運行方式變化進(jìn)行自動(dòng)分區,采取周期運行方式,引入狀態(tài)估計遙測遙信粗檢測對量測質(zhì)量進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,全網(wǎng)完整模型實(shí)時(shí)拓撲校驗避免分區錯誤,確�？刂茢祿窗踩�,使控制區域與電網(wǎng)實(shí)際運行方式自動(dòng)保持一致。
2.3 地調AVC系統能與省調AVC實(shí)施有效互聯(lián),執行省調AVC下達的無(wú)功調節策略及相關(guān)指令,完成本地區電網(wǎng)內無(wú)功優(yōu)化,包括電容器/電抗器控制策略。省地AVC系統交換信息包括各變電站主變功率因數、電壓目標值,無(wú)功備用可增可減無(wú)功值等。
2.4 控制策略計算時(shí)考慮的無(wú)功電源和調壓設備包括:發(fā)電機、電容/電抗器組、靜止無(wú)功補償器(SVC)、有載調壓變壓器(OLTC)等。
2.5 可按照電網(wǎng)電壓要求進(jìn)行母線(xiàn)、電容器等時(shí)段限值劃分,設置閉鎖條件實(shí)現AVC控制功能的安全性。
3AVC系統的特點(diǎn)
3.1 AVC系統采用一體化的設計理念。系統基于調度自動(dòng)化平臺,直接讀取PAS網(wǎng)絡(luò )建模、從SCADA獲取實(shí)時(shí)采集數據并進(jìn)行在線(xiàn)分析和計算,對電網(wǎng)內各變電站的有載調壓裝置和無(wú)功補償設備進(jìn)行集中監視、統一管理和在線(xiàn)控制,實(shí)現全網(wǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化控制閉環(huán)運行。
3.2 AVC系統降低了運行人員的工作量。在正常運行時(shí),AVC系統完全處于閉環(huán)自動(dòng)運行的狀態(tài),將調度員從繁雜的日常調壓工作中解脫出來(lái),降低調度員的勞動(dòng)強度。同時(shí),AVC系統一體化嵌入式的設計思路不給自動(dòng)化人員增加任何維護工作。提供了良好的人機界面,調度員可以實(shí)時(shí)的修改控制目標,干預控制執行。
3.3 AVC系統提供了安全可靠的調節手段�？勺詣�(dòng)閉環(huán)控制、實(shí)時(shí)調節,保證電網(wǎng)電壓穩定和安全運行,避免人工調整不合理性以及人工疏漏造成的誤操作;對于已經(jīng)裝設VQC裝置的變電站,主站AVC與子站VQC互為備用,增加電網(wǎng)在電壓無(wú)功緊急控制情況下可靠性;控制具有預見(jiàn)性,減少不必要的設備動(dòng)作次數,避免誤動(dòng)或調節頻繁,提高了設備運行安全性和使用壽命,減輕了檢修強度,降低了無(wú)功設備故障概率。
3.4 AVC系統取得了較好的社會(huì )效益。確保關(guān)口功率因數合格,提高電壓合格率,實(shí)現逆調壓,對于未上VQC裝置的變電站,可減少子站VQC投資,節省了因各變電站就地安裝VQC而花費的資金,系統提高了無(wú)功資源的合理分配和可靠利用,使電容器最合理盡量投入,提高電容器投入率。實(shí)現全網(wǎng)無(wú)功裝置協(xié)調控制,允許網(wǎng)絡(luò )內部臨近變電站無(wú)功倒流、互相支援,使全網(wǎng)在滿(mǎn)足關(guān)口功率因數前提下無(wú)功在盡可能小區域內分區就地平衡,減少線(xiàn)路無(wú)功流動(dòng),降低網(wǎng)損。
3.5 AVC系統取得了較好的技術(shù)管理效益。各級調度AVC系統互相聯(lián)系,下級調度跟隨上級調度下發(fā)的協(xié)調值,并將地區電網(wǎng)的實(shí)時(shí)信息上轉給上級調度,保證本地區電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)運行的同時(shí),向上級電網(wǎng)提供堅實(shí)保障。
4體會(huì )
4.1 AVC系統的實(shí)施強化了調度、運方人員從
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