随着超高电压等级、大容量和跨区电网的迅速发展,对电压稳定和电压质量提出了更高的标准和更严格的要求。目前我国电力行业对电压的控制一般是将每日分为几个典型时段,以不同的上、下限值,进行比较粗糙的人工控制。调度运行人员在发现电压越限时,凭经验进行简单的调整,不但劳动强度大,而且不能及时发现电压越限,造成电压质量的降低。现代化工业设备和家电用品对电压质量提出了很高的要求,只有采用自动电压控制的方法才能进一步提高电压质量。
随着我国电力
市场改革的深化,厂网分开后,降低电网损耗对电网公司为说变得非常重要。降低网损的重要途径是降低电网分层分区之间的无功流动,因此做好电网的无功调度工作不但可以提高电压质量,同时可以降低网络损耗。目前,电网无功调度只是根据典型的负荷数据进行离线分析计算,没有进行实时电网无功潮流计算和优化控制,因此不能及时降低电网中不合理的无功流动所带来的有功损耗。为提高电网的安全稳定水平,进一步提高电网电压质量,降低网损,减轻值班人员调整电压的劳动强度,研发电网的自动电压控制系统(AVC)显得十分必要,它为现代电网安全、优质、经济运行提供了先进的控制手段。
2001年下半年,福建省调组织专业人员与在电力系统自动化领域已经有20年研发经验的积成电子公司的领导以及相关技术人员进行专题调研,在充分分析了省级电网AVC控制的技术难点和福建电网自动化工作的有利条件以后,2002年初,福建省调度中心与积成电子公司联合成立了由福建省调度中心电网运行方式、自动化专业人员和积成电子公司相关技术人员组成的课题组,着手进行可行性研究和总体方案设计,经反复论证和修改后向福建省电力公司提出项目申请。福建省电力公司科技部非常重视这项课题,组织专家进行课题答辩和评审,并于2002年6月正式批准立项。
下面是对该系统在福建省电网应用的概括介绍:
一、AVC系统具有以下主要特点。
(1)全网分级协调、分层分区控制,省地级AVC主站集中决策及协调控制。
(2)具备在线闭环、开环运行两种控制方式及研究型无功电压分析功能。 信息来源:http://www.tede.cn
(3)主站软件通过基于改进遗传算法与二次线性规划算法的无功优化模块,结合动态分区电压校正的核心算法提出控制方案,使连续变量及离散变量协调控制。
二、AVC系统实现的主要目标。
(1)实施无功及电压预防控制措施,提高电网的安全稳定运行水平,防止发生电压稳定破坏事故。
(2)进一步提高电网电压质量,主网考核点电压合格率达到国电电压考核的高档指标要求。
(3)实现无功电压分层分区控制目标,降低主网网损,实现逆调压原则。
(4)电厂机组及变电站离散设备控制安全,离散设备控制动作次数受限。
(5)实现电网无功电压在线控制及智能化调度的目标。220kV及以上主网电压控制由人工调整过渡到自动闭环控制。 信息来源:http://tede.cn
(6)实现主网网损在线计算及统计分析。无功电压及网损专业管理过渡至基于在线控制及分析为主要手段的技术管理。通过后台无功电压的研究分析,可为全网无功补偿设备的优化配置提出决策依据。
三、AVC系统主要技术经济指标。
(1)提高电网安全稳定水平,控制电网的电压在合格范围内。 信息来自:www.tede.cn
(2)进一步提高电网的电压质量,主网电压考核点合格率达99.5%以上,日电压波动不超过5%,达到国电建设国际一流要求的电压考核高档指标。
(3)降低主网网耗2%以上。
(4)实现智能化调度,减轻调度运行人员的劳动强度,提高劳动效率。 信息来源:http://www.tede.cn
四、AVC系统在技术上具备以下创造性与先进性。
(1)该系统采用集中决策、多级协调、分区控制的总体技术方案,较好地解决了局部、分散控制方案带来的局限性,既满足了分层分区的控制原则,又具有综观全网、统筹安排、多级协调的特点,通过电网科学计算、集中决策后,按照电压等级从高到低进行分层协调控制的方案在国内省级以上电网中首次大规模实践并获得成功。 信息请登陆:输配电设备网
(2)核心软件采用改进型的遗传算法和改进型的二次规划算法达到国际先进水平,在国内省级以上电网中尚属首次。
(3)该系统的自动电压无功控制装置(AVQC)具有参数自辨识功能,可以灵活地适应各种发电厂、变电站无功电压控制的需要,并具有远程控制的功能。
(4)采用先进的系统集成技术,实现多级分散控制系统的集成。包括AVC主站系统与EMS系统的集成以及主站通过计算机数据网络与发电厂、变电站、地调的监控系统、DCS系统、AVR装置实现可靠的通信链接和控制。
五、AVC系统技术的成熟程度,适用范围和安全性。
该系统到目前为止已经实现了对火电厂、水电厂、变电站、地调的闭环控制,所有AVC控制功能都有了实际运行经验,而且运行稳定,控制效果良好,并经受住了多次电网事故的考验。
该系统设计面向各级调度中心、集控中心、发电厂和变电站,适应我国五级调度管理模式和发电厂、变电站各类无功设备的控制模式,对全国网、省、地三级电网的自动电压控制具有借鉴及示范作用,并可推广应用。 信息请登陆:输配电设备网
六、AVC系统在福建省电网中的应用情况。
目前该系统控制范围包括13个大型火电厂(39台火电机组),6个大型水电厂(19台水电机组),5个500kV开关站(10台500kV联变分接头、20个单元的低压电容器组、14个单元的低压电抗器组)。棉花滩水电厂、福州华能电厂、湄洲湾电厂、漳州后石电厂、嵩屿电厂、邵武电厂、泉州南浦电厂、龙岩漳平电厂、水口电厂和500千伏厦门、福州变电站实现了与省调主站AVC系统闭环控制。厦门腾龙电厂、永安电厂、龙岩坑口电厂、宁德大唐电厂、福州可门电厂、福州江阴电厂、500千伏福州、莆田、泉州变电站的AVC控制正在进行之中。对于不具备AVQC功能的电厂,运行人员可根据福建省调主站通过Web系统和数据网实时发布的电厂高压侧母线的控制目标,适时跟踪调整机组的无功出力。而福建省调主站软件提出的500kV变电站(开环运行)离线设备控制策略,可作为调度员下令无功电压控制决策的依据。
该系统实现福建省调主站与地区AVC系统间的协调控制,已有福州、厦门、莆田三个地调,共53个110kV变电站参与全网的分级协调闭环控制。省调主站AVC系统下达给地调AVC系统的220kV变电站高压母线电压控制上下限值合理,地调AVC系统以220kV变电站高压侧电压合格为优先目标,通过无功电压控制软件分区实现220kV及110千伏变电站的电容补偿装置的投切及直调电厂机组无功出力的调整。
通过近几年福建省电力调度中心与积成电子的紧密合作与不断开拓,AVC系统已经在福建省电网中得到了大力推广,通过该系统的控制降低了电网的损耗、节约了宝贵的能源、提高了电网调度的自动化程度、减轻了值班人员的劳动强度。通过不断改进和完善,该系统逐渐被广大电厂和各级调度人员所认可,受到客户的一致好评。
目前,除了福建省以外,积成电子公司的AVC系统已经推广到了其他省份。河南省三门峡大唐电厂二期工程(60万超临界机组X 2)已经采用了积成电子公司的iES-AVC50电厂自动调压系统,截止到2006年10月20日,已经完成了3#机组的各项功能试验,进行了阶段验收。河北省电力调度中心和山东省电力公司也对该系统表现出了浓厚的兴趣。继AGC系统之后,AVC系统必将成为影响电力系统发展的一大热点,让我们拭目以待吧! 信息请登陆:输配电设备网