AVC系统电压无功控制策略

从自动电压控制系统开始，分析了新的控制模式对不同类型电厂的影响，并给出了应对策略。

自动电压控制系统(AVC)作为一种在线的电网无功调度系统，近几年得到快速的应用与发展。

它对优化区域电网的无功潮流，改善电网供电水平起到了积极作用。

AVC系统简介1、AVC基本结构AVC系统一般由主站和子站组成。

主站安装在区域电网的调度中心，子站安装在发电厂侧。

AVC主站根据系统无功优化潮流的计算，将节点电压控制命令发送到子站，并接收子站反馈的状态信息。

AVC子站在功能逻辑上又可分为上位机和下位机。

上位机接收主站的控制命令，向下位机下达各机组的目标无功。

AVC系统示意图如图1。

图1 AVC系统示意图2、AVC目标控制模型电厂侧子站接受到主站的目标控制值（节点电压）后，进行全厂无功计算，给各机组分配目标无功。

机组的无功调节控制量唯一取决于主站的目标控制值，各机组的运行状态量（如机端电压、厂用母线电压、机组的有功和无功等）只用作判断是否允许AVC调节的安全闭锁条件。

AVC目标控制模型示意图如图2。

图2 AVC目标控制模型示意图这种控制模式，与传统的单机型AVR控制模式有很大区别。

各电厂由于所处的无功环境的差异，在AVC系统的调节下呈现出不同的问题。

对电厂的影响1、对负荷中心附近电厂的影响由于负荷中心消耗的无功较多，当电网配套的无功调节手段不足时，AVC系统必然会要求附近的电厂增发无功，以满足电网维持电压水平的要求。

如果电网无功缺口较大，AVC就会不断地调高这些电厂的无功出力，直到发电机组的相关参数（电压、电流、无功等）达到闭锁值。

经常处于这种运行状态，必然会对电厂造成很大的影响。

（1）加速绝缘老化。

发电机组经常发出大量的无功，其厂内电压将长期偏高，必然加速电气设备绝缘的老化。

（2）绝缘损坏的风险。

在电网负荷的高峰期间，电厂发出的有功、无功都处于高限，厂用母线电压也会处在高位运行。

转入负荷低谷运行后，电网的有功、无功需求都会下降。

第一篇自动电压控制（AVC）1.概述自动电压控制（AVC：Automatic Voltage Control）采用分级电压控制策略实现系统内无功的合理分配、电压的有效调节是电网经济和可靠运行的有效控制方式。

目前，大多数电力公司通过SCADA或EMS系统来监控全系统范围内的电压，调度中心利用这些信息作出决策来设定电压控制节点的参考整定值或投切无功电压控制设备。

在电厂侧主要由本区域内控制发电机的自动电压调节器（AVR）来完成。

为了维持所希望的目标电压整定值，在电厂端的电压控制中采用自动电压控制装置（AVC），借助装置自身的无功优化算法，得到在目标状态下的当前在线可调机组的目标无功，通过闭环控制调节发电机励磁，实现机组无功的调节。

从而使系统电压逼近或达到目标值。

目的：运行条件改变时，维持电压在允许范围内；正常条件下，改善电网的电压分布，从而使网损最小；2. AVC系统的调度管理2.1.机组AVC装置正常应投入运行，AVC功能的正常投退，必须在机组稳定工况下，值长在得到省调值班调度员的同意后方可发令运行值班人员进行操作。

2.2.设备停役检修影响机组AVC功能正常投运时，应向省调提出申请，经批准后方可进行。

2.3. AVC系统遇有下列紧急情况时，可先将AVC系统退出运行，同时汇报省调调度员，待异常情况处理完毕后与省调联系恢复运行。

1).系统事故危及机组安全。

1).AVC系统发生故障无法正常运行。

2).发电机组检修、启停，或发电机励磁系统不正常、自动励磁调节器未能正常投自动方式（AVR方式）运行。

2.4.开机时，机组并网结束后，检查AVC装置无异常，值长即可向省调汇报申请投入AVC。

2.5.停机时：机组在倒厂用电后，进行发电机解列电气操作前，值长联系省调要求退出AVC。

3. AVC系统的投用与退出3.1. AVC功能的投入步骤：3.1.1.在得值长令后，检查AVC后台机监视画面中无报警。

3.1.2.在AVC后台机监视画面中中检查“AVC上位机运行状态”为“退出”。

光伏A VC电压无功自动控制系统及AGC功率控制系统在光伏工程中的运用摘要：光伏发电作为新能源的排头兵正逐步形成规模。

随着光伏发电容量的迅速提升，电力部门对光伏发电的电能质量及控制的要求也越来越高。

本文针对目前光伏发电工程中普遍采用的A VC电压无功自动控制系统及AGC功率控制系统的技术方案进行介绍。

关键词：光伏发电；A VC；AGC；电压无功控制系统；功率控制系统一、系统概述：A VC电压无功自动控制系统：光伏电站电压无功自动控制系统包含A VC 控制主机、远动通信装置、光伏电站A VC 控制主控单元等部分。

通过104 规约和上一级主站经行通讯，获取主站的电压目标命令或无功目标命令后，对场内主变分接头、容抗器组、SVC/SVG、逆变器进行协调分区智能控制，通过调节场内无功出力，达到对并网点电压的调节的作用。

AGC功率控制系统：1、跟踪调度负荷曲线。

通过逆变器的启停组合优化或功率分配，使得总出力控制在预设范围内。

2、实现就地功率自动控制。

根据本地预设的负荷曲线，通过逆变器的启停组合优化或功率分配，控制逆变器总出力在预设范围内。

3、自动控制逆变器投切频率为不每次都从第1台逆变器开始切除，可以实现下发指令时，先判断控制对像的控制频率，让各逆变器被切除的频率相同；为保证逆变器不被切除的太快太多，可以从时间上分别控制各逆变器，时间间隔可单独设置。

二、A VC电压无功自动控制系统及AGC功率控制系统特点A VC电压无功自动控制系统：光伏电站无功电压自动控制系统基于成熟的系统软件平台实现。

系统软件平台应支持以下功能。

1、支持多种电压无功调度方式，包括电压/无功曲线、实时指令，可快速响应调度命令2、实现光伏电站并网点无功电压的自动控制3、综合考虑并网点电压/场内电压、无功/功率因数，采用多目标优化分区策略实现并网点的自动电压无功控制4、可实现分接头、逆变器、SVC/SVG、电容器组等设备的协调控制5、所有被控对象（逆变器、分接头、SVC/SVG）都设有功能投切软压板，支持遥控，可实时指定参与/不参与有功/无功控制6、可对有功、无功等历史数据进行统计、存储及图表显示7、采用数据预判机制，判断采集数据的有效性，保证系统的可靠控制8、完善的闭锁机制，考虑数据无效、通讯中断等异常条件，灵活可设，为正确控制提供可靠闭锁9、与逆变器和无功补偿装置通信支持OPC或Modbus等多种通信协议10、光伏电站A VC主控单元及远动通信单元均采用无转动硬盘、无风扇的工业级设计，保证可靠性11、符合光伏电站接入电力系统的技术规定12、系统完全支持IEC61850标准AGC功率控制系统：采集所要监视的功率（35kV 母线电压电流），送到后台进行分析处理后，传送给各逆变室现有的通讯管理机，利用RS485 口通过通讯方式对各个逆变器进行指令控制。

无功分配策略计算全厂无功A VC 按实际母线电压与系统给定电压偏差对无功进行分配。

V K Q Q f AVC ∆⨯=-实(1) 其中：实Q --- 全厂实发无功V ∆--- 实际母线电压与系统给定电压的偏差AVC Q --- 全厂设定无功 f K --- 调压系数，单位电压变化需要的无功变化量，后石电厂设定为12 A VC 分配原则-----相似的调整裕度高压母线电压低于中调下发的目标值，即要求各控制发电机增加无功功率。

调节无功功率的大小根据各控制发电机的无功裕量大小进行分配。

各个参与控制的发电机分配的无功大小为：AVC jGj Gj Gi Gi i Q Q Q Q Q Q ∑--=+)(max max 如果高压母线电压高于中调下发的目标值，即要求各控制发电机减少无功功率，其减少值也应根据各控制发电机的无功裕量大小进行分配。

其分配的无功大小为： AVC jGj Gj Gi Gi i Q Q Q Q Q Q ∑--=-)(min min 其中max Gi Q ，min Gi Q ，Gi Q 分别为发电机单i 的无功上限、下限和实际发出的无功。

如果某个控制发电机k 发出的无功已经达到上限、下限，计算时排除无功越限的控制发电机；同时该控制发电机的无功出力大小变为：GK GK k Q Q Q -=+max或min GK GK k Q Q Q -=-这样，无功功率已达到上限或下限的发电机收到限制无功出力的信号后，可将其无功功率控制在极限范围内.例子下面以相似的调整裕度为例，说明如下高压母线电压为228.98KV ，系统目标电压为231KV各台机组的运行工况如下：#1机组P=346.5MW ，Q=70.8MV AR ，U=21.74KV#3机组P=303.3MW ，Q=60.5MV AR, U=20.69KV#4机组P=348MW, Q=72.4MV AR, U=20.72KV#1、#2机组的无功上下限为-15~190MV AR 。

浅析电压无功自动控制系统（AVC）实际应用及优化措施摘要：电能是一种特殊产品，它具有不可存储性、产供销同时性以及产品的社会公益性，因此，电能质量出现问题，将直接影响到人民群众的生产与正常生活。

而电压是衡量电能质量的一项重要指标，保证用户的端电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一。

关键词：电压无功控制系统；策略优化；D5000；问题导言：在变电站主要的调压手段是调节有载调压变压器分接头位置和控制无功补偿电容器。

以变电站为单位，通过调节有载调压变压器分接开关和投切并联电容器组，实现调节电压合格和无功平衡的目的。

然而无功调节和有载调压并不是相互独立的问题，它们之间存在着关联性，只有将这两种调节手段结合起来进行综合性的调节才有可能达到良好的控制效果。

1.AVC系统概述电网电压无功自动控制（AVC）系统基于智能电网技术支持系统（D5000）调度自动化平台，其主要功能是在保证电网安全稳定运行前提下，保证电压和功率因数合格，并尽可能降低系统因不必要的无功潮流引起的有功损耗。

AVC与D5000平台一体化设计，从PAS网络建模获取控制模型、从SCADA获取实时采集数据并进行在线分析和计算，对电网内各变电站的有载调压装置和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制，实现全网无功电压优化控制闭环运行。

2.AVC系统主要功能和构成2.1 AVC系统主要功能在网络模型的基础上，根据SCADA实时遥信信息，实时动态跟踪电网运行方式的变化，正确划分供电区域，实现动态分区调压；程序既可闭环运行，也可开环运行；提供方便的图形界面，对程序的控制参数进行修改；具有良好的数据库在线管理、维护和修改功能；调节手段已用完，而电压还处于不合格状态时，将给出无法满足要求的电压点的信息；发遥控命令后，报警提示信息；具有事件记录功能，可记录所有的系统事件，调节事件和异常报警事件；统计变压器的自动调节次数，电容器的自动调节次数及调节时刻。

发电厂AVC控制原理及其调节过程AVC是现代电网提高电压质量和降低线损的根本措施。

AVC与AGC被誉为现代电网的两大控制系统。

在自动装置的作用和给定电压约束条件下，发电厂（机）的励磁、变电站和用户的无功补偿装置的出力以及变压器的分接头都能按指令自动进行闭环式的调整，使其注入电网的无功逐渐接近电网要求的最优值Q优，从而使全网的无功电压潮流接近最优，达到电压好和线损低的目的，这个过程叫AVC。

自动控制和全网有最优无功潮流是AVC的两大特征。

1无功分层平衡在交流电网中，输电线路，尤其是变压器的电抗远大于电阻（X》R），应当避免无功的远距离传输，尤其是力求避免无功的过网传输。

为此，无功应实行分层控制，做到分层平衡，力求通过变压器的无功尽量少。

最终使得送、受端电网和高峰、低谷负荷之间的电压波动小和线损率低。

因此，无功分层平衡是无功就地平衡原则在处理10～500 kV电网层间无功流动问题时的具体运用。

2 自动电压控制（AVC）在自动装置的作用和给定电压约束条件下，发电厂（机）的励磁、变电站和用户的无功补偿装置的出力以及变压器的分接头都能按指令自动进行闭环式的调整，使其注入电网的无功逐渐接近电网要求的最优值Q优，从而使全网的无功电压潮流接近最优，达到电压好和线损低的目的，这个过程叫AVC。

自动控制和全网有最优无功潮流是AVC的两大特征。

3 ΔUJ潮流程序维持输电线路无功分点恰恰位于线路中点的线路首末两端电压之差称为经济压差。

每条线路都有一个无功分点，且在本线的中点，这种潮流叫经济压差最优无功潮流。

线路在ΔUJ 支持下，只有有功在电阻上的电压降落（ΔUJ＝（PR＋QX）／U＝PR／U），电压质量最好，接近直流线路运行。

线路传输无功造成的有功损耗最小，它为无功分点在首（末）端母线上时有功损耗的1／4,，而且也使线路两端所接的主变压器有功损失之和为最小或接近最小。

电网电压无功自动控制系统A VC,用于自动控制各主要电网节点的电压保持稳定，无功功率分区自动补偿，减少人工调节工作量，增加电压调节的及时性，实现全网无功的经济、优化调度。

AVC系统闭环运行实用操作手册一、AVC系统功能1、AVC系统技术条件：AVC系统与OPEN3000监控系统一体化设计,变压器容量、阻抗和电容器组容量录入系统，AVC系统从PAS网络建模获取控制模型，从SCADA 获取实时采集数据并进行在线分析和计算，对接入监控系统的有载调压装置和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制，实现全网无功电压优化控制闭环运行。

2、AVC系统控制策略简介（1)区域电压控制基于PAS网络模型的拓扑结果，自动以220kV变电站为中心，根据实时开关刀闸位置确定所辖下级110kV站，完成自动分区。

分区完成后，每个区域内只有一个220kV站，在线自动分区后确定区域枢纽厂站。

当区域内无功分布合理，但区域内电压普遍偏高（低）时（电压越限比例大于60％），调节枢纽厂站无功设备,以尽可能少的控制设备调节次数，使最大范围内电压合格或提高群体电压水平,同时避免区域内多主变同时调节引起振荡，实现区域电压控制的优化。

(2）电压校正控制当某变电站电压越限但不满足区域电压控制时,启动本站内无功设备调节。

本站内变压器和电容器按九区图基本规则分时段协调配合，实现电压和无功综合优化：电压偏低时，优先投入电容器然后上调有载主变分头；电压偏高时，首先降低有载主变分头，如达不到要求，再切除电容器.在负荷爬坡阶段优先投退电容器。

(3)全网无功优化控制为实现全网无功优化控制，必须在尽可能小区域范围内使无功就地平衡。

当电网电压合格并处于较高运行水平后，按无功分层分区就地平衡的优化原则,检查线路无功传输是否合理，通过分析计算决定投切无功补偿装置、尽量减少线路上无功流动、降低线损并调节有关电压目标值，使各电压等级网络之间无功分层平衡、提高受电功率因数，在各电压等级网络内部无功在尽量小的区域范围内就地平衡，减少线路无功传输、降低网损。

（4）全网自动协调控制空间协调：AVC根据电网电压无功空间分布状态自动选择控制模式,优先顺序是“区域电压控制”>“电压校正控制”〉“区域无功控制”.3、AVC闭锁条件自动触发生成AVC告警信号和保护信号,在相应变电站可进行查询，上部分为告警信号，下部分为保护信号.（1）软闭锁和硬闭锁含义：当SCADA(监控系统收到保护信号)中保护复归后能自动解除闭锁,称为软闭锁，一般指系统软件自动判别告警信号;硬闭锁类型，不会随保护的复归而解除闭锁，需要人工确认信号复归手动解除，主要指本间隔关联保护信号。