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1、电压无功优化自动控制一. 系统的结构及控制目标1. 系统的结构电压无功优化模块, 遥控接口模块, 报警模块电压无功优化模块是AVC系统的核心，遥控接口则是AVC系统的关键环节，当AVC系统处于自动控制状态时，通过遥控接口向SCADA发送遥控命令，执行变压器升降和电容器投切。报警程序负责显示和报告电压无功优化模块提出的调压建议、命令、异常事件和遥控程序执行遥控调压命令的动态信息。2. 控制目标全网无功电压闭环控制目标是：（1） 当上级AVC有指令下发时，确保跟踪上级无功指令，以有效控制主网枢纽变电所电压的稳定。（2）保持地区电网范围内所有变电所负荷侧母线电压在规定范围内；（3）有效地利用电压无功
2、调控手段，使所有变电所无功尽可能就地平衡，减少因远距离输送无功而引起的网损；（4）在全网无功电压闭环控制条件下，使各变电所的电容器最合理地投入和有载变压器分接档位动作次数尽可能少。二. 系统控制的基本原理和控制策略1.控制模式:电压无功优化采取分层分区控制模式,相互协调2.控制策略:2.1.实时拓扑分区.2.2.区域调压和厂站调压相结合2.3变压器和电容器分时段协调配合(10kV母线电压为例,如表格(1)电压偏低时，优先投入电容器并尽量使其投入运行，提高电容器投入率。根据母线时段设置，调整各变母线电压上下限。高峰时段电压下限偏高，低谷时段电压上限偏低。因每天调压设备动作次数是有限制的，根据日负
3、荷曲线变化规律，辅以人工经验修正，合理分配负荷时段及各时段变压器调节次数。各时段调节次数考虑负荷动态特性，在负荷上坡段、下坡段采取动态控制策略，尽量减少设备动作次数。状态解决方法10kV电压越上限，同时无功过补偿切电容器10kV电压越上限，同时无功过补偿，无电容可切时降档10kV电压越上限，而无功欠补偿降档10kV电压越上限，而无功欠补偿，变压器档位不能降切电容器10kV电压越下限，同时无功欠补偿投电容器10kV电压越下限，同时无功欠补偿，无电容可投时升档10kV电压越下限，而无功过补偿升档10kV电压越下限，而无功过补偿，变压器档位不能升投电容器变电所母线电压合格，无功欠补偿投电容器变电所母
4、线电压合格，无功过补偿切电容器变电所无功欠补偿，投入电容器后导致母线电压越上限先降档再投电容变电所无功过补偿，电容器切除后导致母线电压越下限先升档再切电容逆调压功能高峰负荷提高运行电压，低谷负荷降低运行电压表格(1)三. 系统的可行性和安全策略3.1 可行性(1) SCADA “四遥”(遥测、遥信、遥控、遥调)的实现及PAS高级应用状态估计SE、调度员潮流DTS、及负荷预报模块的稳定运行为自动控制提供了可能性。(2) 有载调压变压器和并联补偿电容器为自动控制提供了手段。(3) 计算机技术的发展为电压无功自动控制的实现提供了必备的条件。3.2 安全策略3.2.1 控制状态控制状态分为“建议(开环
5、)”或“自控(闭环)”，对于系统、厂站、监控设备、调压设备均可以设置控制状态。控制状态的优先级是系统厂站监测设备（母线）调压设备（主变分头或电容器）。AVC系统在厂站自控接入方式上具有很强的灵活性和适应性，在保证电网安全可靠运行前提下，将电网中各厂站逐步接入。控制状态可分级设置，从整个系统可以设置到调压设备（变压器、电容器）。自控接入时，根据各厂站自动化实际情况，可以采取开环或闭环控制方式。对于新接入厂站，首先应置于开环方式运行，由值班员人工干预来优化或确认控制方案，待该厂站运行稳定、正确、可靠后再接入闭环运行。对于闭环运行的厂站，其所属调压设备仍可以根据实际状态决定控制状态。3.2.2数据处
6、理遥测数据及遥信状态是AVC自动控制系统的数据来源，对于SCADA采集的遥信遥测信息按照AVC的要求进行预处理后方能使用。3.2.2.1 数据质量检验(1)当SCADA量测量带有不良质量标志（如检修置牌）时，该量测量被视为无效量测； (2)当SCADA量测量越限时，该量测量被视为坏数据，无效；(3)当SCADA量测量长时间不刷新，该量测量被视为死数据，无效。AVC对于无效量测点对应的电压监测点（各段母线）不进行分析计算，不发建议和控制命令。3.2.2.2 数字滤波实际运行电压及无功会有瞬时扰动，为了避免或减少误动，采取多次采样的数字滤波方法过滤干扰。使用的滤波方式是多次采样，淮北电网AVC系统
7、连续3次采样，取值都越限才下发控制命令,采样次数可合理地自由设置。3.2.2.3 遥测稳定误差由于现场变送器误差及RTU传送精度等原因，SCADA采集的电压遥测值和现场电压监测仪记录的电压具有一种很稳定的误差，在AVC系统中使用的电压值经过校正处理后才使用。3.2.2.4 误遥信检测受传输通道或环境因素的干扰，SCADA采集的遥信状态可能和现场开关刀闸状态不一致，当发生遥信变位事件时，AVC系统自动暂停分析计算并将相关设备闭锁。事后AVC自动对误遥信事件进行检测，并提示用户确认并决定是否解除相关设备闭锁。3.2.3 AVC周期AVC系统周期性循环监视电网状态并进行分析计算，提出调压建议或下发控
8、制命令，校核命令处理状态。AVC周期包括采样周期、执行周期和设备控制命令周期。AVC采样周期：采样周期可以视实际情况自行设置(如15秒)。在每一个采样周期内，AVC更新实时数据并检测电网异常事件，校核命令处理状态。AVC执行周期：执行周期也可设定，应为采样周期的整数倍。在每一个执行周期内，AVC除完成采样周期内各任务外，还要对电网电压无功状态进行分析计算，但是否下发控制命令还取决于设备控制命令周期。设备控制命令周期：该周期是可变的，它由AVC执行周期和设备的控制命令反馈时间共同决定。3.2.4 操作规程为防止设备调节过于频繁，延长设备使用寿命，电力系统调压设备必须按照电力系统操作规程进行操作。
9、(1) 对于电容器，切除后必须间隔一段时间后再投入，时间间隔可以修改，一般至少设置为5分钟。(2) 对于有载变压器分接头，遥控时间间隔也不能太短，一般至少设置为2分钟。(3) 当变压器流过功率越限时，自动闭锁分接头，流过功率恢复到正常范围时，自动恢复分接头调压功能。(4) 为防止环流，对于并列变压器进行交替调节，使并列变压器处于同一变比。3.2.5 异常事件AVC系统能够自动处理电压无功控制中的大量异常事件并进行可靠闭锁，增强了自动控制的安全可靠性并减轻了运行人员处理异常事件的工作量。(1) 如果变压器遥控命令下发，连续两次调节而电压无变化，认为变压器档位拒动，停止下发命令并自动闭锁，当电压有
10、变化时自动解除闭锁。(2) 在调节变压器分头滑档时，发变压器急停命令并自动闭锁。(3) 如果10kV母线单相接地则自动切除该母线所连电容器并闭锁该母线。(4) 由于通道不畅或其他原因，电容器开关如果一次遥控不成功则自动闭锁该电容器。 (5) 电容器开关检修时将不允许下发遥控命令，该电容器自动闭锁。 (6) 电容器开关如果由于其他原因（可能是人工操作、事故跳闸等）引起变位，将自动判断电容器人工操作并闭锁该电容器。(7) 某些开关由于现场装置原因，正常执行遥控命令也会报故障信息，AVC将自动对误报故障进行检测，并对误报故障进行恢复。 异常事件检测并闭锁相关设备后，运行人员通过调压命令信息可以查明闭锁原因，并待设备状态恢复正常后解除闭锁状态。3.2.6 遥控接口遥控接口为保证遥控安全可靠，进行附加条件判断，只有电容器开关或变压器分头才能进行远方自动调节，其他点全部闭锁。北京清大高科系统控制有限公司 EMS/SCADA: 深圳：斯凯达 烟台：东方电子 DF8003 济南：积成电子: 南京：南瑞 磐能、远维； 河南：许继 上海：申瑞 广西：北海银河； 西安：纬德 北京：科东、 四方:www.sf- CSGC-3000
