刘佩佳 武向璐

摘 要：巴彦淖尔地区电网规模日益扩大，地区负荷需求也不断创新高，电压质量是电力系统安全运行和经济运行的基本保障，本课题提出一种基于闭环控制策略的巴彦淖尔地区AVC系统，以满足地区电网安全经济运行，提高电压质量，降低系统网损，提高监控人员工作强度效率。

关键词：AVC系统;电压质量;地区电网

伴随电力技术的高速发展，巴彦淖尔电网规模日益增大，地区民用负荷和高耗能负荷需求也不断创新高，电压质量是影响电网优质、安全及稳定运行的基本保障，因此保障供电质量成为当前电力系统的重点。同时，调控一体化在巴彦淖尔地区电网正在运行，集控站规模也在不断增加，监控员调整电压的频率也在不断的增加，同时地区电网受负荷波动影响较大，工作量也随之增加，因此本文提出一种基于闭环控制策略的巴彦淖尔地区AVC系统，以改善巴彦淖尔地区电网电压质量。

1 AVC电压自动控制系统

AVC电压自动控制系统（Automatic Voltage Control，AVC），工作原理为是按照整个地区电网运行时所有的发电厂、变电站、用户场站及地调关口的无功走向及分布情况，对全网的无功功率、电压进行优化计算。它将网络损耗控制在最小，结合电压的稳定性、功率因数的合格率以及输电断面的稳控极限等情况，最终可以实现全区域的电压无功优化。针对电力系统无功的分布范围和地域性的特征，运用AVC系统将电网划分为几个部分进行统一协调运作，将划分好的每一部分里选择重要母线作为这部分的中枢母线，最后，把电网无功优化过的目标值作为中枢母线的无功控制方向。结合三级控制中中枢母线的电压控制目标值，在AVC系统的无功调节范围下，最后得出地调无功控制所需要的结果，然后在自动化系统中将结果转变为功率因数，最后传给AVC系统。而AVC系统则会对地调管辖的变电站无功控制设备进行智能控制，最后达到了目标控制，地调协调控制，并不是单一的针对一个目标进行控制，而是有多个目标同时协调控制，每一个总目标里面按照级别包含了不同功能的子目标，所有目标内部都有一定的逻辑性。而且，这些控制目标互相兼顾，不仅保证了母线电压的合格率，还保证了功率因数的合格性，母线的电压最终也得到了优化。

2 基于闭环控制策略的巴彦淖尔地区AVC系统

巴彦淖尔地区AVC系统采用九区图控制策略，以电压和无功功率（或功率因数）上下限为调节界线，并遵循“逆调压”原则。下图为九区图控制图。

采用九区图控制策略调整变电站负荷侧的电压在合格范围内，（1）调节变压器变比k，在负荷变化的时候，通过有载调压变压器的分接开关改变变比k，使电压处于合格范围内。（2）投切并联电容器。如果电压U波动，在有功功率P0不变的情况下，通过投退电容器组，合理调整补偿无功功率，将减小无功功率的传输，进而降低网络损耗、提高供电质量。

变电站调压需要有载调压变压器和无功补偿装置共同配合，有载调压装置只改变站内的电压分布情况，使中低压侧母线电压升高或降低，它不能产生无功功率。所以在一个变电站内无功功率充足的条件下，改变主变分接头的位置，才能产生更好的效果。如果中低压侧无功不足，那么调高主变分接头会使无功缺额更大，调压效果也不理想。如果只投退无功补偿装置，变电站内无功功率已经很高了，但负荷过重，电压越下限，这个时候再投电容器更会增加站内的无功功率，引起无功损耗，应降低无功补偿，调节主变分接头，使一个站内的无功功率供需关系保持平衡。

3 巴彦淖尔地区AVC系统闭环运行状况及取得的成效

（1）接带季节性负荷的变电站电压合格率变化明显。巴盟地区多个35kV变电站接带季节性负荷，其中以隆胜35kV变为代表，该变电站每年从4月开始增长负荷，一直持续到9月下旬，在此期间，隆胜变日负荷的峰谷差较大，母线电压调整困难，电压经常在11kV到9.7kV之间波动，电压合格率较低。自AVC系统投运后，合格率有为明显的提高。（2）全局综合电压合格率提高，A类母线电压合格率提高显著。AVC系统投运后，调度处A类母线电压合格率不断提高，日合格率经常达到99%以上。（3）电压越线告警明显减少，监控人员工作强度减轻。AVC系统投运前，需要监控人员、无功电压管理人员投入大量精力去调节电压，然而监控人员依靠调度监控系统的越限报警才能发现电压不合格，调压存在滞后情况。AVC系统投运后，电压越线告警明显减少，监控人员工作强度得到减轻。调压滞后情况也得到缓解。

4 结论

本课题巴彦淖尔电网特性和变电站电压无功现状要求，在此基础上提出一种基于闭环控制策略的巴彦淖尔地区AVC系统，其采用九区图控制策略，以电压和无功功率（或功率因数）上下限为调节界线，并遵循“逆调压”原则，最后本课题对巴彦淖尔地区AVC系统闭环运行状况及取得的成效进行了分析，并得出巴彦淖尔地区AVC系统可将接带季节性负荷的变电站电压合格率明显提高、地区电网综合电压合格率提高、电压越线告警明显减少，监控人员工作强度减轻。

参考文献：

[1]王智涛，梅生伟，胡伟.变电站混成自动电压控制策略研究[J].电工电能新技术，2016，25（3）：5-8.

[2]林菲，谷海彤.自动电压控制技术在城市电网的应用研究[J].广东电力，2016，25（10）：81-85.

[3]王智濤，梅生伟，胡伟.变电站混成自动电压控制策略研究[J].电工电能新技术，2016，25（3）：5-8.