浅谈如何提高AVC闭环控制覆盖率

引言

世界范围内已发生的众多电网事故表明,电压质量是表征电网电能质量的重要指标,与电网的安全性直接相关,并影响着电网运行的经济性。大量经验表明,电压波动过大往往会损坏电力设备,严重时还可能造成电网解列和系统崩溃,因此亟需找到一种合理、适用的电压无功控制策略,来应对日益复杂的电网形势。现代电网线路多、负荷大、模型复杂,因此要想电压长期保持在合格范围内,实现全网无功集中优化控制,就需要有效利用存在于各变电站和发电厂内的现有各种无功及电压调节方式,及时消除不稳定因素对电压的影响,以达到自动电压控制的目的。

国网驻马店供电公司使用南瑞科技自主研发的智能电网调度控制系统,即D5000平台,自动电压控制(以下简称AVC)系统就是基于该平台开发设计的。自投运以来,AVC系统运行稳定可靠,实现AVC闭环运行的厂站可以减少人工操作次数,工作效率得到明显提高。截至2021年3月,驻马店地区的厂站AVC闭环控制覆盖率已达到91.84%,但是面对飞速发展的电网规模,省调提出了更高的工作要求,同时也给我们的工作带来了新的挑战。

1AVC基本概念及基本原理

1.1AVC基本概念

驻马店供电公司的AVC系统基于南瑞科技的D5000平台设计,并依托D5000平台实现其功能。AVC的主要功能就是在保证电网安全稳定运行的前提下,使变电站和发电厂的电压质量和功率因数满足要求,确保电网的有功损耗能够降到最低。

1.2AVC基本原理

AVC功能的基本原理就是利用D5000系统中生成的电网模型,并根据变电站上送的遥测遥信信息,以母线电压为参照标准,最后通过系统中事先制订好的AVC策略来控制变电站内电容器的投切,用来补偿无功或消耗无功,以确保母线电压始终运行在合理的范围内。

一般来说,首先,同一电压等级的母线电压都会设置一个合理的上下限,当实际运行中母线电压超过或者低于合理范围时,就会触发AVC相关策略去调整母线电压。再者,在D5000系统中做的电容器间隔的保护信号中,有一些与AVC策略相关的保护信号,当这些信号中的一个或者多个信号触发时,系统也会调用AVC相关策略去执行投切电容器的操作,以调整母线电压。

2厂站实现AVC闭环控制的步骤

新建厂站接入AVC控制需要执行一系列步骤,主要包括模型验证、模型复制、控制模型更新、做AVC遥控关系表、画AVC状态控制图以及做遥控测试。特别需要注意的是,若后期增加或减少跟AVC有关的保护信号,都要进行控制模型更新。以上一系列步骤完成后,新建厂站就接入了AVC控制。这时AVC系统就可以从D5000平台利用电网模型和变电站上传的遥测遥信数据,通过调用AVC相关策略进行计算,然后将计算得到的结果以遥调和遥控的形式发送给相关变电站和发电厂,并通过上下级的协调策略来完成无功电压的集中控制。

3影响AVC闭环控制覆盖率的因素

要想知道影响AVC闭环控制覆盖率的因素,首先要了解当前省、地调AVC系统是如何进行无功/电压调节的。当前,河南电网调节无功/电压的手段主要包括调整发电机组、投切并联补偿设备以及有载调压变压器调档等。再者,发电机组的无功出力一般是连续可调的,并且通常没有调节次数的限制,但作为离散调节方式的主变调档以及投切并联补偿设备若频繁采用,将会大大缩减相关设备的使用时长,因此AVC系统设置了同一离散调节设备相邻两次调整的时间间隔,并且严格限制24h内的调节次数。鉴于AVC系统涉及的模型众多、控制策略复杂,在实际运行中难免会出现一些问题,并且处理过程要考虑到模型、数据以及控制策略等方面,因此处理起来相当不容易。

另外,由于AVC系统闭环运行需要准确的实时数据作为前提保证,因此在实际的工作中就要确保用来传输数据的通道正常运转。目前,厂站的许多日常工作都需要依靠人工维护,因此自动化工作人员的专业水平也会影响AVC的闭环运行。对于一些对厂站接入AVC的流程都不十分清楚的工作人员,在做厂站接入AVC相关工作的过程中难免会出现纰漏。最后,还会有一些其他不可控的因素出现,影响AVC闭环控制覆盖率,也需要及时解决。

目前驻马店地区有各电压等级变电站共245座,分属于市公司和9个县公司管辖,对各公司下辖变电站的AVC闭环控制覆盖率进行统计,结果显示厂站AVC闭环控制覆盖率较高的有地调、遂平、确山、新蔡和平舆,其余几个县调AVC闭环控制覆盖率均不高,进一步分析覆盖率较低的县调,得到的分析结果如表1所示。

表1 县调AVC闭环控制覆盖率较低的原因分析表

对表1进一步分析可以得到饼分图,如图1所示。由图1可以看出,"AVC系统运行缺陷处理难"和"厂站接入AVC流程不明确"是造成AVC闭环控制覆盖率较低的主要原因。

4提高AVC闭环控制覆盖率的方法

由上述分析可以发现,只要解决好"AVC系统运行缺陷处理难"和"厂站接入AVC流程不明确"这两个问题,提高其余几个县调的AVC闭环控制覆盖率,就能提高整个驻马店地区的AVC闭环控制覆盖率。接着从人、设备、方法3个方面入手,共找到了造成AVC闭环控制覆盖率低的4个末端因素,下面将逐一分析这4个方面的因素并制订相应的解决方案。

4.1AVC系统维护培训少

针对AVC系统维护培训少的问题,统一印制下发了AVC系统维护培训相关资料以对自动化人员进行培训,详细阐述了维护方法并仔细讲解每一个步骤,课后大家再共同探讨分析,把有疑问的地方搞清楚。

4.2厂站接入AVC控制流程复杂

针对厂站接入AVC控制流程复杂的问题,市公司全面开展厂站接入AVC控制流程规范化管理工作,组织相关人员共同分析标准流程框架并编写接入规范,督促每个运维人员切实按照标准规范接入。

4.3AVC使用过程问题多

针对AVC使用过程中问题多的现状,市公司组织人员研究制订AVC运行日常维护方法案例手册,建立相关知识库并及时更新,方便工作人员随时查看。

4.4D5000系统基本数据不够完善

针对D5000系统基本数据不够完善的问题,市公司组织工作人员采取集中运维、集中整治的方法,建立相关工作群,并邀请厂家进群,使问题能够及时得到解决,并能把经验分享给大家。

5效果与总结

在采取对市公司及县公司相关人员进行统一培训,全面开展厂站接入AVC控制流程规范化管理等一系列措施后,重新统计2021年7月驻马店地区AVC闭环控制覆盖率,如表2所示。

表2  驻马店地区厂站AVC闭环控制覆盖率统计表

由表2可以看出,7月份驻马店地区AVC闭环控制覆盖率比起3月份的91.84%提升明显,且超过了省调制订的95%的要求。AVC闭环控制覆盖率的提升,有利于降低电能网络损耗,提高电压合格率,有利于减轻运行人员的工作强度,最为重要的是有利于电网的长期安全稳定运行。