1、电压无功优化集中控制系统存在问题的分析及建议摘 要：通过对应用 AVC 系统后变电站无功补偿设备、变压器有载调压的运行情况所做的详细调查研究，深入分析了全网电压无功优化闭环运行控制系统存在的问题，并针对主要问题提出了合理的建议。关键词：调度自动化；无功电压优化；AVC 系统1、引言随着电网负荷不断增加，为使电网安全、经济运行，我公司加大了电压无功补偿的投入，引进了全网电压无功优化闭环运行控制系统（AVC 系统） ，该系统在我公司运行 1 年多来，取得了明显的效果，变电站电压合格率、功率因数得到了很大的提高，初步达到了提高电能质量、降低电网损耗的目的。2、AVC 系统简介全网电压无功优化闭环运行
2、控制系统（AVC 系统）如图 1，通过调度自动化 SCADA系统采集全网各节点遥测、遥信等实时数据进行在线分析和计算，以各节点电压合格、关口功率因数为约束条件，从全网角度进行在线电压无功优化控制，实现主变分接开关调节次数最少和电容器投切最合理、电压合格率最高和输电网损率最小的综合优化目标。AVC系统最终形成控制指令，借助调度自动化系统的“四遥”功能，通过 SCADA 系统自动执行，实现了全网电压无功优化运行闭环控制。数据采集实时控制无功优化变电站遥调遥控遥测 遥信SCADA EMS优化计算实时数据3、AVC 系统运行中存在的问题及建议AVC 系统投运后电压无功优化控制状况得到了很大的提高，大大
3、减轻了运行人员的劳动强度，但是在实际运行中也暴露出了许多问题，主要有以下几方面：3.1 电网设备存在的问题3.1.1 变压器的问题a.AVC 系统是建立在电网高度自动化基础上的控制系统，对电网设备的要求较高，无载调压变压器不能适应 AVC 系统的要求，110kV 变电站中两圈或三圈变压器在负荷比较高的时候，为了保持 35kV 侧和 10kV 侧电压在合格范围内，动作次数过于频繁。正常情况下，110kV 变压器有载调压分接开关动作次数应控制在 10 次/天，最大不超过 20 次/天。b.实际运行中变压器有载调压分接头如出现滑档，此时应立即闭锁有载调压控制器动作，AVC 系统在这方面缺乏有效的闭锁
4、机制。c.有载调压变压器的频繁调档经常会引起有载调压轻瓦斯动作，变压器必须停运进行图 1 全网电压无功优化闭环运行控制系统结构图检修，影响正常运行。3.1.2 电容器的问题目前，我公司大多数变电站已使用 VQC 装置作为自动投切电容器，不使用它的调压功能。由于部分 VQC 装置质量问题比较严重，在运行中多次出现故障，主要有以下问题：a.电抗器经常烧坏。b.VQC 装置电容器组异常投切时有发生。一组刚投入，另一组就切除。或投切时间间隔刚好在设定的 5 分钟间隔内，无明显合理判据情况下误动作。c.由于电容器三相不平衡，造成零序电流保护动作频繁，经常闭锁 VQC 装置。d.部分 VQC 装置控制器存
5、在缺陷，经常造成电容器分组开关拒动。e.电容元件容易损坏，导致整组 VQC 退出运行。3.2 AVC 系统控制方面存在的问题AVC 系统虽然实现了全网电压无功的闭环自动控制，但是由于 AVC 系统设计思路的问题以及与实际电网安全运行的现状存在一定差距，使得 AVC 系统的安全运行存在缺陷，一旦引起电网事故，后果将非常严重，应当引起足够的重视。主要存在以下问题：a. AVC 系统过度依赖 SCADA 系统提供的数据，在 SCADA 系统自身仍有许多问题的情况下，AVC 系统的基础条件并不牢固，因此在控制精度、闭锁可靠性、遥控可靠性等方面存在一定的问题，存在引起设备误动的可能性，对电网的安全运行造
6、成了一定的安全隐患。如电压测量值出现误差，母线电压测量值一直偏小，AVC 系统发令使变压器调高档位，引起实际电压偏高。有些变电站保护信号发出后，由于通道存在问题被延误，几十分钟以后主站端才收到，此时 AVC 启动闭锁程序已经失去了意义；或者有的变电站保护信号漏报严重，或根本收不到信号，这时 AVC 系统的运行就失去了最后一道安全屏障，一旦变压器出现严重故障时，AVC 系统可能会扩大事故。b.系统处理数据速度过慢，完成一次全网操作时间过长，如调节的厂站数量过多时，不能适应负荷快速变化的电网电压无功控制的要求，对提高电压合格率造成一定影响。c.AVC 系统对负荷变化比较大的变电站发出的操作指令分配
7、不合理，在早上负荷上升较快的某时间段内，设定得调节次数很快被用完，而到了晚上电压偏高需要降档时，全天的调节次数达到最大值，AVC 系统就不再调档了，维护人员应根据实际情况分辨出哪些负荷对电压的要求较高，合理设定时间段的调节次数，而不是随意设置。d.AVC 系统需要 SCADA 系统转发数据、发送控制指令，增加了 SCADA 系统的负担，特别在电网出现异常时，占用大量系统资源，对 SCADA 系统存在不良的影响。3.3 运行管理存在的问题3.3.1 管理上的问题a.运行管理。由于电压无功集中优化控制这项工作一直以来没有完善的规章制度，在管理上没有作为一个完整的系统考虑，没有明确运行、检修维护的流
8、程，一旦系统某一环节出现问题，AVC 系统则不能有效控制。建议组织专门的电能质量控制机构，制定相关规程制度，加大考核力度，在首先确保电网安全运行的基础上，最大限度的控制电能质量。b.培训。由于 AVC 系统涉及的专业较多，使得运行维护人员在没有经过系统培训的情况下，对系统的运行情况掌握不够全面，出现问题后不知道怎样处理，因此需要系统完整的培训。3.3.2 AVC 系统运行上的问题a.AVC 系统控制模式存在较大问题。按照国际上应用比较多的 3 级电压控制模式，我公司 AVC 系统目前实现了二级电压控制，电压无功实现了就地平衡，原因是电网中主要的电源点 220kV 变电站由市公司管辖，要使 11
9、0kV 变电站及 35kV 变电站的电压、无功得到合理的控制，必须获得 220kV 阳都变电站有载调压、电容器的控制权。b.VQC 装置配合的问题。目前，VQC 装置是通过 10kV 电容柜并联到 10kV 母线上的，AVC 系统通过控制 10kV 电容柜的开关决定 VQC 装置的运行方式。这样以来，使 VQC 装置被动的增加了投切的次数，而且增加了 AVC 系统的负担。建议退出控制 VQC 装置的上级开关，使 VQC 装置完全自动投切。c.实际运行中曾发现：当一台有载调压变压器调档控制器设置在当地功能时，另一台变压器由 AVC 系统发令调档后，由于两台主变档位不一致，AVC 系统又将档位调回
10、去，如此反复调节震荡，此时如调度人员不及时发现，容易引起电网事故。d.当变压器倒方式时，测量值缓慢变化，发现过误调档，误投电容器，倒到另一台变压器时又切下来的情况。3.4 AVC 系统改进建议针对上述电压无功集中控制系统存在的问题，建议可以考虑组建专用的电压无功控制网络，使用专用的远动通讯管理机，使用专用的有载调压、电容投切控制器，不再使用调度 SCADA 系统的遥控功能，避免过度依赖 SCADA 系统造成的安全性等问题。AVC 系统是基于全网潮流计算的，在功能上与 PAS 系统的状态估计、潮流计算有重复，完全可以通过整合，用一套软件实现上述功能和电压无功控制。4、结束语AVC 系统在实际运行
11、中取得了一定的成效，提高了电网的自动化水平，改善了电能质量，降低了线路、变压器损耗，减轻了运行人员的劳动强度。但是应当看到，AVC 系统对电网设备的要求很高，对调度自动化系统、变电站综合自动化系统以及人员素质提出了更高的要求，只有不断改善电网的基础条件，加大电网建设、维护的力度，才能适应 AVC系统的要求，使其发挥更大的作用。参考文献：1余旭阳，朱引芳，荀吉辉，湖南电网无功设备及自动投切装置存在问题探讨，湖南电力.20062顾莹，顾亮，基于 EMS 系统的电压无功优化控制与变电站当地 VQC 之间的比较，湖州师范学院学报.20063贺东明，电压无功控制在地调主站端实现的方式，自动化与仪器仪表 . 20074唐寅生，变电站无功补偿的作用、设计及全网无功优化协调运行分析，华中电力.2007
