10kV配电网AVC控制策略研究与分析

10kV配电网AVC控制策略研究与分析

黄永赵阳阳

国网济源供电公司459000

摘要：随着电网调度自动化、信息化、互动化水平的显著提高，在调度控制中心建设自动电压控制系统，实现配电电网电压自动化已经成为共识。自动电压控制（AVC）能够在极大程度上提高电网系统的电压水平，并且拉升地区的经济效益，对于国民经济增长来说，也是重要的提升手段。因此提高10kV配电网AVC控制策略实现了减少变损和线损的目标，这样可以提高供电可靠性，改善电能质量，达到预期效果。

关键词：10kV配电网，AVC，控制，策略

0.电压无功管理现状

配电网已经安装的AVC装置，一般是根据运行在配电网图上的位置来给出控制措施，满足变电站内部电压要求和无功功率的合理分布。人工控制电容器投切和变压器调压分接开关调整，往往出现电压控制不及时、电容器未迎峰投入，采用的调整方式都会造成电压调节不合理的现象。而对配电网全部线路都投入AVC装置，也会增加供电企业的设备投资。随着调度自动化系统的应用，根据系统的运行信息实现配电网的电压无功控制成为可能。只在调度主站端安装全局无功优化控制软件，不但为电力企业节省设备投资，且可给出一个合理的控制措施，从而保证配电网内的电压质量合格和无功功率的合理分布。

1.现阶段电网无功电压运行存在的问题

在我国电力负荷的高峰期间，无功补偿的不足，变电站母线电压低负荷期间无功过剩。过剩造成了电力变电站母线电压上升。并联电容器群和有载调压变压器分接头档位组合不合理。一些并联电容器组容量太大了，母线电压过高，将母线电压切除后电压又偏低。一些转换有载调压变压器分接头压力过大的话，稳定的电压控制就得不到满足。电力调整装置的质量不过关。电容器破损率频繁的负荷变压器压力调节也容易造成接头故障，让变压器的补偿动作被强制停止。电网无功电压的测量误差比较大，得不到完整的数据，分析起来就有一定的困难。这样没有有效电压的实际分析计算方法就没有效果。

2.配电网AVC系统介绍

电网无功电压闭环控制系统(以下简称AVC系统)是通过监视关口的无功和变电站母线电压，保证关口无功和母线电压合格的条件下进行无功电压优化计算，通过改变电网中可控无功电源的出力、无功补偿设备的投切、变压器分接头的调整来满足安全经济运行条件，提高电压质量，降低网损。系统优化的目标为关口无功合格，母线电压合格，网损最优。

2.1电压自动控制系统工作原理

在电力系统中，所有的变电站的遥测数据都是通过前置系统与数据采集与监视控制系统进行实时上传的，并且数据采集系统也能将变电站与电压相关的遥测数据传送至相应应用模块，通过一定程度的计算将指令再次传送至相应的模块中，并转化为相应的信号下发至各个变电站进行无功调节[1]。将此模式循环进行直至全网的无功情况达到最佳，并且实现了全网的协调与封闭式管理。

2.2体系结构

电压自动控制结构体系可分为三个等级：变电站、地区电网、全网。等级上由下至上，由简单向复杂转变，体系相对比较完善。在一个地区内，电网是直接面向广大的电力用户的，因此电压自动控制系统也应当对电能的整体质量进行监控，使其满足正确的电能需求，也对电能质量起到至关重要的作用。因此本文着重讨论的是配电的AVC系统的控制策略。

3.AVC系统的控制流程及实现方法

AVC系统开始运行时首先读取拓扑数据库，启动三个独立的线程，一个用于保护信号的监视，当保护动作时闭锁对应的设备；一个用于电压、功率因数的监视，产生优化控制方案，当越限时产生最优校正控制方案；另一个用于执行控制方案。每一个独立的监控母线的电压受考核为一个电压监控点，每个变电所高压侧关口作为一个单独的功率因素监控点。控制方案的可行性是通过计算分析严格验证的，保证控制后消除越限或有更好的运行状态。可行方案中包括本变电站的控制方案、上级变电站的控制方案、同级变电站的控制方案，可以很好的解决不同监控点的协调控制。如三圈变压器的控制，上、下级变电站的联合控制，同级变电站的协调控制等问题。

2配电网AVC控制策略

2.1配电网电压控制

配电网整体无功平衡对配电网群体电压水平具有重要影响，电压无功自动控制系统实现了自适应配电网嵌套划分，并且实现了实时灵敏度分析，进而监测配电网的运作状态，如果配电网内电压出现波动，电压无功自动控制系统可以及时对无功设备进行调控，从而保证配电网电压符合标准，此外电压无功自动控制系统可以避免多主变同时调节，增强了系统的稳定性和可靠性。

2.2就地电压控制

通过实时灵敏度分析，电压无功自动控制系统可以快速调节无功设备，及时校正配电网电压，防止电压越限。一旦出现了电压越限情况，电压无功自动控制系统会自动调控无功设备，迅速将电压控制到正常水平。除此之外，电压无功自动控制系统实现了变压器与电容器的协调控制，进而使电压无功可以得到全面的优化。

值得注意的是，无论是配电网电压还是就地电压，想要对其进行控制，都必须要考虑两个约束条件，第一个约束条件就是“电容器”，在投入电容器之前，要判断是否需要电容器，即可不投入电容器，反之则需投入电容器。

此外在投入电容器时，对于同一条电气母线，要先投入串抗率高的电容器，当切除电容器时，要先切除串抗率低的电容器，如果母线上的电容器串抗率相同，先切除动作次数少的电容器。第二约束条件就是“主变”，在调整主变档位时，也要判断是否需要调节档位，一旦条件成立，则不需要调节主变档位，反之则需要调整档位。在调整主变档位时，如果一台调节成功，另一台调节失败，调节成功的主变档位不必回调，同时要提示并列主变档位不同，对于变比不同的主变，要填写并列档位对照表，进而为系统调节工作提供依据。

2.3配电网无功控制

在一个配电网内的无功控制中，应当尽可能的减少线路的无功传输。对于控制对象来说，为全电网内的无功设备。因此在电网的电压处于较高的运行水平的情况下，电压自动控制系统会自动检查这一线路的实际无功传输是否合理，并且通过系统内的实际运算系统进行分析研究，决定无功补偿装置的具体投切情况，进而达到减少线路的无功传输目的，并且在一定程度上降低线损。在这一具体的过程中应当从无功切除策略与无功投入策略两个具体方面进行考量，达到无功控制的最佳效果。

3.结论

本文基于10kV配电网，提出了配电网AVC系统的控制方案，通过分析和验证，对区域配电网调度自动化系统的AVC模块控制策略的应用效果。完成了无功分层分区协同控制，实现了减少变损和线损的目标，提高了供电可靠性，改善了电能质量，达到了预期效果。

参考文献

[1]梁国文.无功电压集中优化自动控制在县级电网的应用[J].山西电力,2007．

[2]陆安定.发电厂变电所及电力系统的无功功率[J].中国电力出版社,2003．

[3]贺蕾，连志祥.电压无功优化系统AVC简介[J].宁波市电力设计院,2011.