新形勢下的電網(wǎng)VQC管理

前言

近年來，電網(wǎng)規(guī)模的急劇擴大和信息技術(shù)的高速發(fā)展帶來的最為顯著的變化是：對電網(wǎng)的控制和管理已經(jīng)越來越依靠計算機系統(tǒng)，發(fā)電廠的機控逐步與網(wǎng)控合并，網(wǎng)控則基本上是執(zhí)行調(diào)度中心的指令。變電站則從10kV一直到500kV等級，基本上已經(jīng)無人值守。電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的計算機，已經(jīng)從輔助操作變成獨擋一面。系統(tǒng)中的計算機已經(jīng)由過去陪練的角色轉(zhuǎn)變?yōu)橹髁\動員，這時候人們發(fā)現(xiàn)，原來這些運動員的素質(zhì)，就整體來說，是跟不上作為主力運動員的要求的。

電壓(V)和頻率(F)是電網(wǎng)運行中最重要的兩個參數(shù)。

過去的電壓無功管理，是有人為因素加入之下的決策，而現(xiàn)在，已經(jīng)完全交給計算機去管理，就是稱之為AVC的自動電壓控制系統(tǒng)。但計算機中運行著的應(yīng)用程序，還是以前輔助決策時期的版本，這就難免會出現(xiàn)以前不會出現(xiàn)的問題。要在實時運行的系統(tǒng)中把這些程式一次性更換是不現(xiàn)實的，但我們必須充分注意到這些問題的存在，在運行管理中考慮到這些因素，以避免故障事件的擴大。同時，不失時機地改進或更新這些軟體的版本，使它真正有能力承擔所賦予的職責。

下面是筆者所在地區(qū)在無功電壓管理方面所出現(xiàn)問題的案例，希望對于國內(nèi)的同行具有參考價值。

一、AVC系統(tǒng)原理及控制模式

蚌埠電網(wǎng)AVC系統(tǒng)基于南瑞科技OPEN3000平臺，可方便地共享SCADA/EMS的實時數(shù)據(jù)信息和PAS網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，通過采集母線電壓、線路潮流、開關(guān)、刀閘等實時信息，對全網(wǎng)電壓、無功進行綜合分析和計算。以各節(jié)點電壓合格率、關(guān)口功率因數(shù)為約束條件，進行在線電壓無功優(yōu)化控制，達到主變分接開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)最少、電容器投切最合理、電壓合格率最高和輸電網(wǎng)損率最小的目的。其中電壓上下限和功率因數(shù)上下限可分時段設(shè)置或以計劃曲線的方式給出，系統(tǒng)自動根據(jù)負荷水平實現(xiàn)電網(wǎng)的逆調(diào)壓運行。

蚌埠地區(qū)電網(wǎng)無功/電壓優(yōu)化控制系統(tǒng)具有兩種控制模式：優(yōu)化控制模式和分區(qū)控制模式。

全網(wǎng)優(yōu)化控制模式下，主要功能有電壓校正控制、功率因數(shù)校正控制、網(wǎng)損優(yōu)化控制。三個主要功能的優(yōu)先級可根據(jù)實際情況設(shè)置。該模式下實時自動接收省調(diào)主站的無功指令，并根據(jù)無功指令和相應(yīng)控制策略制定調(diào)壓控制方案，在調(diào)度中心完成電容器投切和變壓器分接頭升降等遙控、遙調(diào)操作。

當電網(wǎng)部分遙信、遙測數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題使優(yōu)化計算不能完成時，系統(tǒng)自動切換運行方式為基于規(guī)則的分區(qū)控制模式。這種運行模式下，系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)定的電壓、功率因數(shù)限值進行變電站級別的無功、電壓控制，保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。在該模式下可根據(jù)自定義的控制規(guī)則實現(xiàn)對廠站功率因數(shù)或全網(wǎng)功率因數(shù)以及電壓的控制。

二、蚌埠地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)運行分析

1、電網(wǎng)情況簡介

蚌埠市區(qū)電網(wǎng)有220kV變電站10座、110kV變電站21座、35kV變電站3座, 變壓器總?cè)萘繛?197000kVA，全網(wǎng)無功(電容器)容量為339560kVar。系統(tǒng)基本上是輻射狀連接，所有變電站均具備和省網(wǎng)的閉環(huán)控制條件。目前，市轄34座變電站全部接入AVC系統(tǒng)閉環(huán)運行。

2、問題實例及分析

對于系統(tǒng)設(shè)備頻繁操作這一涉及到電網(wǎng)安全的問題，據(jù)了解在某省出現(xiàn)過多次：因AVC系統(tǒng)限值錯誤或者失效，導(dǎo)致不斷調(diào)節(jié)檔位，致使用戶電梯損壞的事故。雖然沒有進一步惡化，但必須引起系統(tǒng)維護人員、程序開發(fā)人員足夠的重視。以下是此類問題的若干案例：

實例1：某集控站反映所轄受控變電站312電容器有頻繁投切現(xiàn)象，2分鐘一次，共有8次分合。程序顯然沒有應(yīng)用1800秒投切間隔時間，經(jīng)檢查，為一外網(wǎng)等值開關(guān)狀態(tài)的錯誤改變導(dǎo)致EMS系統(tǒng)狀態(tài)估計計算不收斂，狀態(tài)估計合格率返送SCADA數(shù)據(jù)保持在98%不刷新，在這種情況下，AVC所有限值失效。顯然，這是因為程序有缺陷。