王尊和 胡為民 謝洪云 湖北宜昌供電公司電力調(diào)度通信中心
摘 要：本文介紹了在宜昌電網(wǎng)實(shí)施了電壓無功優(yōu)化和自動(dòng)控制系統(tǒng)的建設(shè)的情況，同時(shí)總結(jié)了在建設(shè)過程中的一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
關(guān)鍵詞：電壓無功，AVC，自動(dòng)控制
一、引言
為提高電網(wǎng)供電質(zhì)量，降低系統(tǒng)損耗，提高供電企業(yè)的服務(wù)水平和經(jīng)濟(jì)效益，電壓無功優(yōu)化和自動(dòng)控制系統(tǒng)(以下簡稱AVC系統(tǒng))在全國很多先進(jìn)地區(qū)都進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用。
湖北省公司在經(jīng)過對江蘇電網(wǎng)的考查后決定在宜昌電網(wǎng)進(jìn)行AVC系統(tǒng)的試點(diǎn)工作。電力調(diào)度通信中心作為項(xiàng)目的實(shí)施單位對AVC系統(tǒng)進(jìn)行了建設(shè)，下面就項(xiàng)目實(shí)施情況作一個(gè)介紹。
二、項(xiàng)目的規(guī)劃
宜昌電網(wǎng)目前110KV變電站大都實(shí)現(xiàn)了綜自，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)方的自動(dòng)操作，地調(diào)調(diào)度主站和幾個(gè)直管縣公司調(diào)度主站也都通過了調(diào)度自動(dòng)化實(shí)用化驗(yàn)收，
自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯怨芾黼娋W(wǎng)提供一個(gè)比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。同時(shí)AVC系統(tǒng)建設(shè)方案我們也進(jìn)行了分析，認(rèn)為宜昌電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式與發(fā)達(dá)地區(qū)還有一些差距，主要體現(xiàn)在電網(wǎng)較薄弱，有很多110KV線路是串在一起，而在發(fā)達(dá)地區(qū)大都采用220KV網(wǎng)絡(luò)，110KV主要是配電終端變電站。規(guī)劃AVC系統(tǒng)必須要符合宜昌電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，要能夠全面的對電網(wǎng)進(jìn)行分析計(jì)算。
因?yàn)锳VC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，AVC通過自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行系統(tǒng)的計(jì)算和優(yōu)化，只有可靠的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)才能保障AVC系統(tǒng)的順利實(shí)施，因此我們在規(guī)劃AVC系統(tǒng)選擇了在調(diào)度
自動(dòng)化水平較高的宜昌地調(diào)(含城網(wǎng))和枝江、夷陵、宜都等三個(gè)直管縣進(jìn)行系統(tǒng)的建設(shè)，同時(shí)希望通過這個(gè)系統(tǒng)的先期建設(shè)達(dá)到較好的效果，以后逐步在宜昌地區(qū)的其它縣進(jìn)行推廣。
根據(jù)現(xiàn)階段上述范圍內(nèi)系統(tǒng)的實(shí)際情況，我們確定了在地調(diào)安裝主服務(wù)器，在各縣調(diào)安裝客戶機(jī)，在各集控站安裝監(jiān)控工作站，通過地調(diào)、縣調(diào)、集控站三級(jí)控制來實(shí)現(xiàn)對規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的電壓無功進(jìn)行優(yōu)化和自動(dòng)控制。同時(shí)系統(tǒng)還對管理用戶通過WEB進(jìn)行報(bào)表和運(yùn)行狀況的
信息發(fā)布，使管理用戶能夠及時(shí)了解該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況。
在系統(tǒng)的規(guī)劃中我們還收集了建設(shè)區(qū)域電網(wǎng)的線路、變壓器、主接線等資料，為系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行了充分的準(zhǔn)備。最后選定采用了江蘇泰州蘇源科技的TOP3000系統(tǒng)。
下圖為宜昌電網(wǎng)AVC系統(tǒng)圖，目前系統(tǒng)已經(jīng)建設(shè)完畢并已投入試運(yùn)行。
三、系統(tǒng)的控制策略
AVC系統(tǒng)主要是通過控制電網(wǎng)的電容器和變壓器檔位來實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)電壓、無功的控制，實(shí)現(xiàn)提高電壓合格率、減少無功潮流，從而達(dá)到降低線損的目的。通過對目標(biāo)分析，主要有以下幾個(gè)主要目標(biāo)：
1.全電網(wǎng)最大范圍的電壓合格；
2.全電網(wǎng)電能損耗最小；
3.電網(wǎng)無功界面合格；
4.全電網(wǎng)設(shè)備動(dòng)作次數(shù)最少；
從上面幾個(gè)目標(biāo)可以看到這是一組矛盾的目標(biāo)，為了盡可能的實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)就要對AVC系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，同時(shí)對關(guān)鍵目標(biāo)要優(yōu)先保障。
我們認(rèn)為電壓合格應(yīng)該是目前電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)該優(yōu)先控制的目標(biāo)，電壓合格是服務(wù)水平的標(biāo)志，關(guān)系企業(yè)形象，同時(shí)電壓合格也能控制系統(tǒng)的損耗。
由于目前無功界面考核對功率因數(shù)要求比較嚴(yán)格，我們對220KV功率因數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，但因目前宜昌電網(wǎng)220KV變電站目前只有2個(gè)站安裝有電容器，因而我們目前主要也通過對下級(jí)變電站電容器的控制來控制公司無功界面關(guān)口點(diǎn)的功率因數(shù)。
開關(guān)設(shè)備對設(shè)備的動(dòng)作次數(shù)有一定要求，達(dá)到一定次數(shù)就要進(jìn)行檢修，同時(shí)因?yàn)槟壳耙瞬娋W(wǎng)無功比較缺乏，因而在設(shè)備動(dòng)作次數(shù)的控制上我們優(yōu)先控制電容器的動(dòng)作次數(shù)。
根據(jù)上述幾點(diǎn)目標(biāo)的綜合分析，我們確定了以下控制策略：
1、全網(wǎng)電壓優(yōu)化調(diào)節(jié)功能：
(1)當(dāng)無功功率流向合理，變電站母線電壓超上限或超下限運(yùn)行時(shí)，分析同電源、同電壓等級(jí)變電所和上級(jí)變電所電壓情況，決定是調(diào)節(jié)本變電所有載主變分接開關(guān)還是調(diào)節(jié)上級(jí)
電源變電所有載主變分接開關(guān)檔位。
(2)電壓合格范圍內(nèi)，高峰負(fù)荷提高運(yùn)行電壓，低谷負(fù)荷降低運(yùn)行電壓。
(3)實(shí)現(xiàn)多主變減變運(yùn)行以降低谷期母線電壓.
(4)實(shí)施有載調(diào)壓變壓器分接開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)優(yōu)化分配。
(5)實(shí)現(xiàn)熱備用有載調(diào)壓變壓器分接開關(guān)檔位聯(lián)調(diào)。
2、無功電壓綜合優(yōu)化功能
當(dāng)變電所10kV母線電壓超上限時(shí)，先降低主變分接開關(guān)檔位，如達(dá)不到要求，再切除電容器; 當(dāng)變電所10kV母線電壓超下限時(shí)，先投入電容器，達(dá)不到要求時(shí)，再提高主變分接開關(guān)檔位，盡可能做到電容器投入量達(dá)到最合理，也可以適當(dāng)減少電容器開關(guān)的動(dòng)作次數(shù)。
四、系統(tǒng)的運(yùn)行管理
因?yàn)樵贏VC系統(tǒng)涉及到電壓無功專責(zé)、調(diào)度、遠(yuǎn)動(dòng)人員、變電運(yùn)行人員等各方面人員，如果這些環(huán)節(jié)不能得到相應(yīng)的約束系統(tǒng)將不能充分的發(fā)揮效果，如對無功界面考核指標(biāo)的變化就要求電壓無功專責(zé)在系統(tǒng)中對控制參數(shù)進(jìn)行修改，變壓器、電容器的檢修要求變電運(yùn)行人員在系統(tǒng)中對相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行閉鎖，因此在AVC系統(tǒng)建設(shè)中我們還根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行要求制定了相應(yīng)的《宜昌電網(wǎng)電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)程》。
在運(yùn)行規(guī)程中我們明確了各級(jí)人員的運(yùn)行職責(zé)、操作步驟，同時(shí)還要求對各級(jí)運(yùn)行人員的規(guī)程作出相應(yīng)修改，在綜合票中要反映相關(guān)操作。
在規(guī)程中我們明確了電壓無功專責(zé)對指標(biāo)、控制參數(shù)負(fù)責(zé)，系統(tǒng)中涉及到考核指標(biāo)、系統(tǒng)的控制策略、控制參數(shù)都由電壓無功專責(zé)人員負(fù)責(zé)。
遠(yuǎn)動(dòng)人員對AVC系統(tǒng)本身的運(yùn)行、AVC系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的正確性、完整性、人機(jī)界面負(fù)責(zé)，同時(shí)負(fù)責(zé)報(bào)表的發(fā)布、WEB的維護(hù)。
調(diào)度運(yùn)行人員主要是負(fù)責(zé)對不能自動(dòng)調(diào)節(jié)的站點(diǎn)根據(jù)系統(tǒng)提示下令操作。
各級(jí)變電運(yùn)行人員主要是在系統(tǒng)中修改各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，對設(shè)備、站點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)閉鎖、解鎖操作。
五、系統(tǒng)的建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)
1、系統(tǒng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)：
在系統(tǒng)的建設(shè)中我們注意了與目前公司的管理模式，對系統(tǒng)的構(gòu)建也符合當(dāng)前管理模式，這就保障了在系統(tǒng)建設(shè)中各級(jí)人員的主動(dòng)參與。
在AVC系統(tǒng)的建設(shè)中我們還通過制定規(guī)程來明確各級(jí)人員的職責(zé)，通過規(guī)程規(guī)定保障了系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都有相關(guān)的責(zé)任人員。
我們在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)還多次對運(yùn)行人員進(jìn)行了培訓(xùn)工作，通過培訓(xùn)使運(yùn)行人員能夠比較熟練的對系統(tǒng)進(jìn)行操作。
2、系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)注意的問題
在系統(tǒng)建設(shè)中我們還出現(xiàn)了一些問題，主要包括：
1、目前220KV變電站還有很多不能進(jìn)行遠(yuǎn)方操作，這影響了系統(tǒng)的實(shí)用性。目前我們已著手對220KV站進(jìn)行改造。
2、在目前電網(wǎng)運(yùn)行的電容器有很多是一個(gè)開關(guān)帶幾組電容器的情況，這種情況使系統(tǒng)不能正確判斷電容器容量，從而產(chǎn)生了有時(shí)電容器的投切不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。
3、目前AVC系統(tǒng)在計(jì)算中的依據(jù)為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，而對電壓的考核是以電壓監(jiān)測儀為準(zhǔn)，而在當(dāng)前有些
自動(dòng)化系統(tǒng)中電壓與電壓監(jiān)測儀指示值不一樣的情況，這就造成了系統(tǒng)的動(dòng)作有時(shí)可能出現(xiàn)了相反的效果，在個(gè)別站出現(xiàn)了電壓合格率下降的情況。
4、AVC系統(tǒng)只有在整個(gè)地區(qū)綜合分析時(shí)結(jié)果才可能是最優(yōu)化的，而目前因各縣公司的安全分區(qū)還沒有進(jìn)行，不能與地調(diào)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，做成了目前AVC系統(tǒng)在各自小區(qū)域獨(dú)立運(yùn)行，從而使主網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)有些操作相互影響，如縣公司對其單站的功率因數(shù)控制影響了公司關(guān)口的功率因數(shù)，有段時(shí)間造成了設(shè)備動(dòng)作次數(shù)較多，后通過對控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整才恢復(fù)正常運(yùn)行。
六、結(jié)語
我們通過對在建設(shè)宜昌電網(wǎng)電壓無功自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)，希望對以后在其它地區(qū)的AVC系統(tǒng)建設(shè)提供一個(gè)參考，能夠使其它建設(shè)者能夠少走一些彎路。從而最終實(shí)現(xiàn)AVC系統(tǒng)在省內(nèi)的推廣。
作者介紹：
王尊和(1955-)，男，高級(jí)工程師，從事調(diào)度、通信、自動(dòng)化管理工作。
胡為民(1970-)，男，高級(jí)工程師，從事調(diào)度、通信、自動(dòng)化技術(shù)管理工作。
謝洪云(1970-)，男，高級(jí)工程師，從事自動(dòng)化技術(shù)管理工作。
