引言

世界范圍內(nèi)已發(fā)生的眾多電網(wǎng)事故表明,電壓質(zhì)量是表征電網(wǎng)電能質(zhì)量的重要指標(biāo),與電網(wǎng)的安全性直接相關(guān),并影響著電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。大量經(jīng)驗表明,電壓波動過大往往會損壞電力設(shè)備,嚴(yán)重時還可能造成電網(wǎng)解列和系統(tǒng)崩潰,因此亟需找到一種合理、適用的電壓無功控制策略,來應(yīng)對日益復(fù)雜的電網(wǎng)形勢。現(xiàn)代電網(wǎng)線路多、負(fù)荷大、模型復(fù)雜,因此要想電壓長期保持在合格范圍內(nèi),實現(xiàn)全網(wǎng)無功集中優(yōu)化控制,就需要有效利用存在于各變電站和發(fā)電廠內(nèi)的現(xiàn)有各種無功及電壓調(diào)節(jié)方式,及時消除不穩(wěn)定因素對電壓的影響,以達(dá)到自動電壓控制的目的。

國網(wǎng)駐馬店供電公司使用南瑞科技自主研發(fā)的智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng),即D5000平臺,自動電壓控制(以下簡稱AVC)系統(tǒng)就是基于該平臺開發(fā)設(shè)計的。自投運(yùn)以來,AVC系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,實現(xiàn)AVC閉環(huán)運(yùn)行的廠站可以減少人工操作次數(shù),工作效率得到明顯提高。截至2021年3月,駐馬店地區(qū)的廠站AVC閉環(huán)控制覆蓋率已達(dá)到91.84%,但是面對飛速發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)模,省調(diào)提出了更高的工作要求,同時也給我們的工作帶來了新的挑戰(zhàn)。

1AVC基本概念及基本原理

1.1AVC基本概念

駐馬店供電公司的AVC系統(tǒng)基于南瑞科技的D5000平臺設(shè)計,并依托D5000平臺實現(xiàn)其功能。AVC的主要功能就是在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下,使變電站和發(fā)電廠的電壓質(zhì)量和功率因數(shù)滿足要求,確保電網(wǎng)的有功損耗能夠降到最低。

1.2AVC基本原理

AVC功能的基本原理就是利用D5000系統(tǒng)中生成的電網(wǎng)模型,并根據(jù)變電站上送的遙測遙信信息,以母線電壓為參照標(biāo)準(zhǔn),最后通過系統(tǒng)中事先制訂好的AVC策略來控制變電站內(nèi)電容器的投切,用來補(bǔ)償無功或消耗無功,以確保母線電壓始終運(yùn)行在合理的范圍內(nèi)。

一般來說,首先,同一電壓等級的母線電壓都會設(shè)置一個合理的上下限,當(dāng)實際運(yùn)行中母線電壓超過或者低于合理范圍時,就會觸發(fā)AVC相關(guān)策略去調(diào)整母線電壓。再者,在D5000系統(tǒng)中做的電容器間隔的保護(hù)信號中,有一些與AVC策略相關(guān)的保護(hù)信號,當(dāng)這些信號中的一個或者多個信號觸發(fā)時,系統(tǒng)也會調(diào)用AVC相關(guān)策略去執(zhí)行投切電容器的操作,以調(diào)整母線電壓。

2廠站實現(xiàn)AVC閉環(huán)控制的步驟

新建廠站接入AVC控制需要執(zhí)行一系列步驟,主要包括模型驗證、模型復(fù)制、控制模型更新、做AVC遙控關(guān)系表、畫AVC狀態(tài)控制圖以及做遙控測試。特別需要注意的是,若后期增加或減少跟AVC有關(guān)的保護(hù)信號,都要進(jìn)行控制模型更新。以上一系列步驟完成后,新建廠站就接入了AVC控制。這時AVC系統(tǒng)就可以從D5000平臺利用電網(wǎng)模型和變電站上傳的遙測遙信數(shù)據(jù),通過調(diào)用AVC相關(guān)策略進(jìn)行計算,然后將計算得到的結(jié)果以遙調(diào)和遙控的形式發(fā)送給相關(guān)變電站和發(fā)電廠,并通過上下級的協(xié)調(diào)策略來完成無功電壓的集中控制。

3影響AVC閉環(huán)控制覆蓋率的因素

要想知道影響AVC閉環(huán)控制覆蓋率的因素,首先要了解當(dāng)前省、地調(diào)AVC系統(tǒng)是如何進(jìn)行無功/電壓調(diào)節(jié)的。當(dāng)前,河南電網(wǎng)調(diào)節(jié)無功/電壓的手段主要包括調(diào)整發(fā)電機(jī)組、投切并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備以及有載調(diào)壓變壓器調(diào)檔等。再者,發(fā)電機(jī)組的無功出力一般是連續(xù)可調(diào)的,并且通常沒有調(diào)節(jié)次數(shù)的限制,但作為離散調(diào)節(jié)方式的主變調(diào)檔以及投切并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備若頻繁采用,將會大大縮減相關(guān)設(shè)備的使用時長,因此AVC系統(tǒng)設(shè)置了同一離散調(diào)節(jié)設(shè)備相鄰兩次調(diào)整的時間間隔,并且嚴(yán)格限制24h內(nèi)的調(diào)節(jié)次數(shù)。鑒于AVC系統(tǒng)涉及的模型眾多、控制策略復(fù)雜,在實際運(yùn)行中難免會出現(xiàn)一些問題,并且處理過程要考慮到模型、數(shù)據(jù)以及控制策略等方面,因此處理起來相當(dāng)不容易。

另外,由于AVC系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行需要準(zhǔn)確的實時數(shù)據(jù)作為前提保證,因此在實際的工作中就要確保用來傳輸數(shù)據(jù)的通道正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前,廠站的許多日常工作都需要依靠人工維護(hù),因此自動化工作人員的專業(yè)水平也會影響AVC的閉環(huán)運(yùn)行。對于一些對廠站接入AVC的流程都不十分清楚的工作人員,在做廠站接入AVC相關(guān)工作的過程中難免會出現(xiàn)紕漏。最后,還會有一些其他不可控的因素出現(xiàn),影響AVC閉環(huán)控制覆蓋率,也需要及時解決。

目前駐馬店地區(qū)有各電壓等級變電站共245座,分屬于市公司和9個縣公司管轄,對各公司下轄變電站的AVC閉環(huán)控制覆蓋率進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果顯示廠站AVC閉環(huán)控制覆蓋率較高的有地調(diào)、遂平、確山、新蔡和平輿,其余幾個縣調(diào)AVC閉環(huán)控制覆蓋率均不高,進(jìn)一步分析覆蓋率較低的縣調(diào),得到的分析結(jié)果如表1所示。

表1 縣調(diào)AVC閉環(huán)控制覆蓋率較低的原因分析表

對表1進(jìn)一步分析可以得到餅分圖,如圖1所示。由圖1可以看出,"AVC系統(tǒng)運(yùn)行缺陷處理難"和"廠站接入AVC流程不明確"是造成AVC閉環(huán)控制覆蓋率較低的主要原因。

4提高AVC閉環(huán)控制覆蓋率的方法

由上述分析可以發(fā)現(xiàn),只要解決好"AVC系統(tǒng)運(yùn)行缺陷處理難"和"廠站接入AVC流程不明確"這兩個問題,提高其余幾個縣調(diào)的AVC閉環(huán)控制覆蓋率,就能提高整個駐馬店地區(qū)的AVC閉環(huán)控制覆蓋率。接著從人、設(shè)備、方法3個方面入手,共找到了造成AVC閉環(huán)控制覆蓋率低的4個末端因素,下面將逐一分析這4個方面的因素并制訂相應(yīng)的解決方案。

4.1AVC系統(tǒng)維護(hù)培訓(xùn)少

針對AVC系統(tǒng)維護(hù)培訓(xùn)少的問題,統(tǒng)一印制下發(fā)了AVC系統(tǒng)維護(hù)培訓(xùn)相關(guān)資料以對自動化人員進(jìn)行培訓(xùn),詳細(xì)闡述了維護(hù)方法并仔細(xì)講解每一個步驟,課后大家再共同探討分析,把有疑問的地方搞清楚。

4.2廠站接入AVC控制流程復(fù)雜

針對廠站接入AVC控制流程復(fù)雜的問題,市公司全面開展廠站接入AVC控制流程規(guī)范化管理工作,組織相關(guān)人員共同分析標(biāo)準(zhǔn)流程框架并編寫接入規(guī)范,督促每個運(yùn)維人員切實按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范接入。

4.3AVC使用過程問題多

針對AVC使用過程中問題多的現(xiàn)狀,市公司組織人員研究制訂AVC運(yùn)行日常維護(hù)方法案例手冊,建立相關(guān)知識庫并及時更新,方便工作人員隨時查看。

4.4D5000系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)不夠完善

針對D5000系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)不夠完善的問題,市公司組織工作人員采取集中運(yùn)維、集中整治的方法,建立相關(guān)工作群,并邀請廠家進(jìn)群,使問題能夠及時得到解決,并能把經(jīng)驗分享給大家。

5效果與總結(jié)

在采取對市公司及縣公司相關(guān)人員進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn),全面開展廠站接入AVC控制流程規(guī)范化管理等一系列措施后,重新統(tǒng)計2021年7月駐馬店地區(qū)AVC閉環(huán)控制覆蓋率,如表2所示。

表2  駐馬店地區(qū)廠站AVC閉環(huán)控制覆蓋率統(tǒng)計表

由表2可以看出,7月份駐馬店地區(qū)AVC閉環(huán)控制覆蓋率比起3月份的91.84%提升明顯,且超過了省調(diào)制訂的95%的要求。AVC閉環(huán)控制覆蓋率的提升,有利于降低電能網(wǎng)絡(luò)損耗,提高電壓合格率,有利于減輕運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度,最為重要的是有利于電網(wǎng)的長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。