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地区电网无功电压控制应用现状及发展
[ 通信界 / 张爱国 牛迎水 廖亨利 1.鹤壁供电公司 2.南京六都科技有限公司 / www.cntxj.net / 2010/2/3 14:18:59 ]
 
  考虑到VQC和AVC的特点,国内也有专家提出AVC系统和VQC装置联合协调控制的技术思路。目前来看,在地区电网这一级,调度自动化系统得到了完全的实用化,在经济发达地区甚至都升级到了第三代、第四代调度自动化系统,也由最初的单纯的SCADA系统发展成为成熟的EMS系统,其底层通讯为光纤通讯,无论速度、容量和可靠性都非常高,从全国推广的部分AVC系统应用来看,主站式AVC系统的控制可靠性和稳定性程度的非常高,有些电网AVC系统全年的使用率式100%。
  众所周知,如果采用AVC和VQC联合协调控制的方式,势必会造成:每个变电站都需要安装一套VQC装置,投资非常大,维护成本高;对于大的地区电网可能会存在不同厂家的VQC装置,控制风险较大,接口可靠性较低,从工程实施的角度甚至存在不同厂家协调的难题;从可靠性角度分析,使用的设备和模块越少系统将越可靠、越稳定。
  进一步分析可知,VQC采集的遥测遥信数据AVC系统同样能从SCADA系统获取,在当前普通商用PC机上即可在线完成地级市电网的电压无功优化计算。随着综合自动化技术的进一步发展,在具备四遥功能的地区电网,主站AVC软件投资小、可靠性高、建设周期短、维护量小,因此,笔者看法是AVC与VQC装置联合协调控制的技术思路不再可取。
 
4 电压无功控制的发展趋势
4.1 分布式AVC系统
  随着变电站综合自动化技术的发展,无人值班变电站已被广泛采用,在电网调度的层次之下建立多个集控站,由集控站管理若干个无人值班变电站,使得原来站内值班人员所作的工作可由集控站人员来远方完成,因此电力系统运行管理模式逐步成为调度中心加多个集控站、调度管理与设备监视控制分离的模式。而且集控站是按地域划分而不是按电网结构的耦合程度划分,各集控站管理的变电所之间有可能紧密结合,但在电网结构上无法按照行政区域划分来解耦,因此只有集中式自动电压控制系统(集中式AVC系统)已经不能解决调度权与多个集控权之间的组织、优先级、责任归属的问题。
 
  譬如某省会城市电网总共有六十多个变电所,下辖八个集控站,其中调度自动化主站系统为南瑞OPEN3000系统,该系统可以获取全网的遥测遥信数据,但并没有控制下行通道;设备的监视与控制由集控站监视人员通过集控SCADA系统完成。正在建设中的AVC系统设计的分布式技术方案为:调度中心安装AVC服务器,获取全网数据,从全网的角度在线进行电压无功优化计算分析,设备的参数,电压、功率因数等参数和限值的考核由调度员在其工作站上设置;集控站监视人员通过集控AVC系统的工作站监视本地电网状态,维护设备状态(比如根据现场状况决定某电容器是否由AVC控制),事项监视、设备控制;AVC系统的最终控制指令也有服务器发给AVC工作站,再由AVC工作站发给集控SCADA系统执行。可见,该技术方案既体现了调度中心对电网运行的决策、调度、管理、考核权,又能体现集控站的设备控制权和监控责任;既保持了AVC系统全网优化计算的优势,又适应了调度运行的管理模式。
  笔者认为,在地区级电网的电压无功控制当中,分布式AVC系统今后会成为主流。
4.2 不同调度管理级别的AVC分级协调控制
4.2.1 省网AVC系统与地网AVC系统的协调控制
  省级电网如果建设有AVC系统,那么,地区级AVC系统有与省网AVC系统协调控制的必要。就当前无功补偿现状而言,感性无功补偿是比较充足的,再加之220kV以上电网的充电功率比较大,因此,在低谷负荷时,省级电网的电压普遍偏高,有可能造成发电机组进相运行,从而危及电网运行安全,因此,有必要控制地区电网220kV母线的功率因数在一定范围内。那么省网AVC系统有必要向地网AVC系统下达合理的功率因数指标或者无功指标,地网AVC系统有义务承担功率因数调整的义务,降低主网发电机组调节的压力。
  在紧急情况下,如主网的220kV母线电压达到警戒线以外,必须限制AVC系统调节220kV分接头的部分功能。如果220kV母线电压高于警戒上限,则应该闭锁220kV分接头往下调节的功能;如220kV母线电压低于警戒下限,则应该闭锁220kV分接头往上调节的功能。如此则避免主网的电压进一步恶化,同时地网AVC系统要采取相应的减少无功投入或者增加无功投入的措施。
  省网AVC系统和地网AVC系统的协调控制还有许多地方值得研究,如电压稳定的裕度分析,220kV母线等值、无功限值的推导等,相信今后在这方面会有许多研究成果产生。
 
4.2.2地网AVC系统与县网AVC系统的协调控制
  地网和县网均为配电网。配电网的特点为环网设计、开环运行,从调压的角度看,电网呈纵向紧密耦合,下级电网的电压水平受到上级电网分接头调节的影响比较大,为避免下级电网调压时的设备调节振荡,必须考虑合理的上下级电网联合调压的方案。
  此外,依据调度管理的分工和责任归属,也不允许地区级调度中心的AVC系统直接分析和控制地网和县网的所有无功补偿设备和主变分接头。并且电网中不管是地区级电网或者县级电网,任何一节点无功的变化都会影响到全网的功率因数变化。
  因此从无功和电压的角度考虑,地网AVC系统和县网AVC系统同样有协调控制的必要。文献11从工程实用化的角度提出了可行的协调控制策略。
4.3 中低压配电网无功补偿集中优化控制
  随着电力电子、移动通信技术的不断发展,装置性能不断提高,中低压无功自动补偿装置得到一定程度的推广。将中低压无功自动补偿装置纳入区域电网电压无功全网优化控制也是将来发展的趋势。
  相对于载波通信的低可靠性、光纤通信的高成本、卫星通讯的高费用,

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作者:张爱国 牛迎水 廖亨利 1.鹤壁供电公司 2.南京六都科技有限公司 合作媒体:专网通信世界-中国电力通信网 编辑:顾北

 

 

 
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