AVC系统电压无功控制策略

A V C系统电压无功控制策

略

Revised by Liu Jing on January 12, 2021

第四部分A V C电压控制概述：

电压控制策略目的是即时调节区域电网中低压侧电压以及控制区域整体电压水平，使得电压稳定在一定的区间内。针对AVC系统各个功能来说，电压控制是优先级最高，保证电压稳定在合格范围内也是AVC系统最重要的目标。AVC系统的电压控制分为两部分即区域电压控制和单个变电站的电压校正。通过两部分调节即可以保证所有母线电压稳定在合格范围内，又有效的减少了设备控制震荡。

区域电压控制：

区域即电气分区，所谓区域控制就是整体调节每一个电气分区（以下称作区域）的电压水平，使之处在一个合理范围内。首先以AVC建模结果为基础，分别扫描每个区域中压侧母线电压水平，通过取当前母线电压和设定的母线电压上下限作比较，分别统计每个区域中压侧母线的电压合格率(s%)。然后用此合格率和设定的合格率限值(-d%)比较，如果s>=d,说明对应区域整体电压水平相对合理，不需要调整。如果s

变电站电压校正：

单个变电站电压校正类似于VQC设备的控制原理。通过调节主变分头和投切电容器来调节低压侧母线电压，使得母线电压稳定在合理范围之

内。在调节分头和投切电容器两种调节手段取舍上我们的做法是有限投入电容器来调节电压。

综上所述，两种电压控制手段不是孤立的，两者之间有先后轻重之分。通常做法是载入电网模型之后，首先进入区域电压调整程序。分别判断每个区域的整体电压水平，对需要调节的区域启动区域电压调整程序，只有当区域电压水平达到一个合理水平时，再依次对每个变电站进行电压校正，最后达到母线电压全部合格的目的。

两种手段结合可以避免单一的调节区域低压侧母线带来的弊端，例如220Kv变电站110Kv侧电压越限导致下级110Kv变电站10Kv侧越限无调节手段。另外在抑制设备控制震荡方面也有很好的效果，例如220Kv变电站和下级110Kv变电站同时越限同时调节，调节之后导致下级110Kv

变电站低压侧母线相反方向越限再次调节。

四、就地电压控制

就地控制主要策略如下：

1、10kV电压低，且220kV电压偏高，则优先上调主变档位，然后投入电容器；

2、10kV电压低，且220kV电压正常，则优先投入电容器，然后上调主变档位；

3、10kV电压高，且220kV电压高，则优先切除电容器，然后下调主变档位；

4、10kV电压高，且该时段处于负荷下坡段，则优先切除电容器，然后下调主变档位；

5、10kV电压高，且220kV电压正常、负荷处于平稳阶段，则优先下调主变档位，然后切除电容器；

6、投入电容器时进行预判，如果下列条件成立则不投入电容器，上述电容器优先投入动作被过滤；

投入电容器时主变无功倒流；

投入电容器时关口倒送；

该时段电容器动作次数越限；

该电容器已投入；

该电容器被切除后时间小于5分钟（可设）；

该电容器退出自动控制（在闭环模式下有效，开环模式下无

效）

7、调整主变档位时也进行预判，如果下列条件成立则不进行档位调节，上述主变档位优先动作被过滤：

主变并列运行档位相差大；

主变档位动作次数越限；

主变处于极限档位（最高档/最低档）；

主变上次调整时间小于2分钟；

该主变退出自动控制在闭环模式下有效，开环模式下无效）

8、并列电容器投切考虑如下策略：

如果不允许并列投切，则该母线上当某电容器投入时，其余电

容器自动禁止再投入；

动作次数少的电容器优先动作；

9、并列主变调节时考虑如下策略：

根据拓扑判断是否并列运行；

档位调整时交替调节，调整过程中减少档位不一致时间；

对于7档、17档并列运行主变，人工设置并列运行档位，调节

时自动对齐使变比一致

控制结构：

第五部分 AVC无功控制

一．概述

1.控制目标

地区电网AVC的无功控制以尽可能满足无功就地平衡，减少无功长距离输送，从而降低系统网损为目标。

2.控制对象

地区电网AVC的无功控制对象可以有：有载调压变压器分接头、容抗器、地方电厂发电机的可调无功出力以及其它柔性输电的无功调整装置等。其中，有载调压主变和容抗器是最常用和最普遍的无功调节手段，前者用来改变无功分布，后者可补偿或吸收无功。

3.约束条件

地区电网AVC以保持电网安全稳定即保证电压水平合格为首要目标，因此无功控制始终以各等级母线电压为约束条件，无功调整时不得导致母线电压越限。

另外，无功控制时还要考虑设备动作次数和动作时间间隔等约束条件。

二．实现方案

地区电网中，无功负荷分布广泛且随着有功负荷的持续增减而连续变化，而作为无功来源的无功补偿装置则相对集中，且补偿容量具有一定的离散性，因此在实际工程中，难以做到真正的无功就地平衡和无功优化，可行且易于实现的是无功的次优化分布，即在尽可能小的范围内实现无功按分区平衡。

1.分区

在110kV及以下电压等级电网解环运行后，220kV等级以下配网呈树状分布（如图1所示）。在这种情况下，可对地区电网以220kV母线为根结点进行区域划分，从而形成多个分别包含一个220kV变电站及其下属一个或几个110kV变电站的分区，各分区之间的联络点为位于分区关口的220kV母线，彼此耦合性大大降低，从而为无功分区平衡创造了便利条件。

图1. 典型地区电网接线图

2.无功控制

如图2所示，在分区形成后，可得到若干区域，每个区域包含一个220kV变电站及若干110kV变电站的大区域A及以单个110kV站为单位的B、C等区域。对于A区域，其控制点为关口220KV母线,控制对象为其区

域内的所有容抗器；对于B、C区域，其控制点为本站的110kV母线，控制对象为各自站内的容抗器。

图2 地区电网分区结构图

分区形成后，即可分别按区域进行无功控制。但在实际电网中，由于负荷变化的连续性及波动性，将各区域关口母线的注入或流出无功值始终控制为零也是不现实的。一种工程上成熟、可靠的方法是将该值尽量控制为一较小值，即将关口母线的功率因数控制在一较高水平上。另外，由于各区域内无功储备容量存在差异，而且B、C等区域内容抗器需同时参与A区域与本区域的无功调节，实际中很难使 A、B、C等区域同时达到无功分区就地平衡，区域B、C的控制目标与位于其上级的区域A 关口存在一定的矛盾。因此，A、B、C各区域存在控制顺序上的先后关系，A区域优先级高于B、C区域，B、C等区域地位等同。

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