哈密自动电压控制系统存在问题及解决措施

哈密自动电压控制系统存在问题及解决措施

郑营营马玉霜孔庆福

（国网新疆电力公司哈密供电公司新疆哈密市839000）

摘要：哈密自动电压控制（AVC）系统自投运以来，部分变电站出现频繁投退电容器和调节分接头的现象，通过对自动电压控制策略进行分析，明确变电站出现此类现象的原因，提出九宫格控制策略缺陷，给出解决措施，减少电容器和变压器的调节次数，延长设备使用寿命。

关键词：AVC；九宫格；变电站

引言

近年来，哈密电网发展迅速，高铁、超高压、新能源大规模接入对电能质量提出了更高的要求。电压质量作为电能质量的重要指标，对整个电网的安全稳定运行和经济运行起着重要作用，如何提高电压合格率、功率因数是我们供电企业的主要任务之一。

1哈密AVC现状

电力调度控制中心在保证电网安全、可靠和经济运行方面起着很大作用。哈密自动电压控制系统（AVC）在调节电压和降低网损上起了很大作用。哈密自动电压控制功能在2014年5月投入使用，截止目前哈密参与省地联调的220kV变电站6座，参与本地调节的110kV变电站26座，35kV变电站20座。

2AVC投入运行后变电站调节情况

2.1AVC控制下母线的合格率

哈密自动电压控制系统在2014年5月投入使用，取人工调节和AVC调节下电压合格率、越限率、调节次数进行分析，排除2014年未接入系统的变电站，电压合格率总体上升2.77%。其中部分变电站电压调节效果不理想，越上限率比较高（见表一），部分变电站无功设备调节频繁（见表二）。

2.2AVC控制下主变和电容器的调节次数

3九宫格控制策略的原理及存在的问题

3.1九宫格控制策略的原理

电网自动电压控制（AVC）系统在确保电网安全稳定运行前提下，保证电压和关口功率因数合格，尽可能减少线路无功传输、降低不必要无功潮流引起的损耗。AVC与EMS平台一体化设计，从PAS网络建模获取控制模型、从SCADA获取实时采集数据进行在线分析和计算，对有载调压装置和无功补偿设备集中监视、统一管理和在线控制，实现全网无功电压优化控制。南瑞OPEN3000系统AVC控制采用九宫格控制策略，九宫格控制原则如图1-1所示。

图1-1

3.2哈密AVC存在的问题

AVC控制策略存在的问题

当10kV电压在A区时，电压接近上限，无功越上限，按调节策略投电容，将导致电压升高越上限，继而调分接头，造成无功设备调节频繁性和盲目性。表格一中黑眼泉和马场变10kV平均电压较高，当电压处于A区时投电容会造成电压越上限，导致黑眼泉和马场变越上限率分别为36.31%和21.91%。

当10kV电压B区域时，电压越上限，无功正常，按照调节策略优先降档，降档后造成站内35kV电压降低越下限，为了满足35kV电压会继续升档，这就造成了分接头的频繁调节。表格二中白山泉变10kV电压越上限率5.44%，白山泉35kV电压较低，10kV电压高，两者之间无法平衡，造成白山泉变分接头调节次数高达4521次/年，日均调节12次，分接头调节次数在每个时段过早用完，无法进行电压调节。

当10kV电压在C区域时，电压越下限，无功正常，按照调节策略优先投电容，负荷较小的变电站调节后10kV电压越上限，无功过补，进入控制9区后切电容，造成电容器的频繁投退。110kV千山变电容器调节次数高达5965次/年，日均调节16次，每个时段设置的次数过早用完，不仅影响电容器的使用寿命，还使千山变长期运行在无功过补的状态而无调节手段。

AVC程序存在的问题

九宫格AVC无功优化中以电压作为目标函数，而忽略了网损，安全性得到了充分体现，但经济性体现不足。哈密AVC投入以来，2013-2015年网损分别为2.82%、2.75%、2.56%，综合来看，AVC投入后网损降低不明显，电力系统的安全性和经济性之间就产生了冲突。

AVC设备经常出现异常闭锁，造成设备在闭锁状态下无法进行调节，只能人为干预解锁。变压器滑档、拒动和保护信号等可靠性闭锁，对于系统的安全性是必要的，但是经常会出现AVC遥控拒动而人工遥控正常而误闭锁的情况。

对于35kV部分变电站，2台主变接在同一条35kV和10kV母线上，2台主变经常因主变档位不一致而闭锁。

对于变电站的2圈变压器会出现因过负荷告警而闭锁的现象，这是目前AVC的程序存在的缺陷。

4.解决措施

对于10kV电压在A区运行的变电站，适当降低35kV和10kV电压下限值设置，防止因调节分接头造成10kV电压越限，使得电压运行在A区时可以按照3区的调节策略优先降档。

对于10kV电压越上限，调节分接头后35kV越下限的变电站，适当降低35kV电压下限设置，防止造成分接头频繁调节，影响主变的使用寿命。

对于负荷关系造成10kV电压处于C区的变电站，适当降低10kV电压下限设置，使变电站以特殊的电压区间调节，减少分接头调节次数，保证设备使用寿命，提高10kV电压合格率。

对于损耗比较大的变电站放宽电压限值，提高功率因数限值，让AVC控制策略优先考虑网损，在电网相对安全的前提下，降低有功损耗，使经济性得到体现加强状态估计的维护，及时发现不正确的开关状态和分接头位置，给AVC提供可靠的数据源。定期查看通信接口状态，消除通道的误码率，避免通道存在误码而使遥控命令无法下发造成设备闭锁。

对于并联档位不一致而闭锁的变电站，保证AVC主变关系表2台主变的分接头类型一致。

主变过负荷电流根据主变容量、AVC变压器控制表中设置的系数、主变额定电压计算得出，对于闭锁的2圈变压器需修改AVC变压器控制表中限制模式为人工输入而非自动计算，把计算出的数值填写在AVC变压器控制表中的电流上限，更新AVC模型后主变因过负荷闭锁的问题就会解除。

5结论

电网的安全、经济、优质运行是电力系统调度运行追求的目标，结合变电站负荷变化、长线路供电等实际情况，2015年6月份通过设置特殊的电压、功率因数上下限，电压越上限率和设备投退次数均明显降低。达到电压稳定调节及设备使用寿命的平衡，提升调控人员对大电网的驾驭能力。

参考文献

[1]刘晓川，何迈，刘俊勇，等.变电站电压/无功模糊控制的理论研究[J].四川联合大学学报,1999,3(4):124-129.

[2]杨争林，孙雅明.基于ANN的变电站电压和无功综合自动控制[J].电力系统自动化,1999,23(13):10-13.

[3]周邺飞，赵金荣.电压无功自动控制软件及应用[J].电力系统自动化,2000,24(9):56-59.