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摘要：过去的电压无功管理，是有人为因素加入的决策，而现在已经完全交给计算机去管理，被称之为AVC的自动电压控制系统。但计算机中运行的应用程序，还是以前辅助决策时期的版本，这就难免会出现以前不会出现的问题。文章就无功电压管理存在的问题以及解决方法做简明的分析，并提供了一些可供参考的意见和建议。
关键词：无功电压管理；AVC的自动电压控制系统；辅助决策；电容器
中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）10-0109-02
1 电网AVC系统运行的问题实例及分析
系统设备频繁操作，涉及到了电网安全问题，在某些省份多次出现过：由于AVC系统失效或者受到限制，导致用户不断地调节档位，最终造成了电梯出现故障的事故。虽然情况没有恶化，但是程序的开发人员、系统的维护人员必须对此要充分重视。以下是这种问题的一些举例：
例1：集控站受控变电站413电容器经常出现投切的现象，其中每2分钟一次，共出现8次分合的现象。显然程序没有应用投切时间间隔为1800秒的程序，经过检查，错误地改变一个外网等效的开关状态造成了EMS系统状态的估算的误差不收敛，状态估计的合格率的返回SCADA数据保持在98%，在这样的情况下，AVC的限值全部失败。显而易见，这是由于该程序有了缺陷。
例2：35kV变电站，线路负荷用户是钢铁厂，属于超负荷，造成了很大电压的波动，电压在限制值附近急剧跳动，大大增加了遥控的次数。AVC的电容，每天的投切次数最高规定为10次，变压器的调节次数也是10次，导致了在上午的短短几个小时内达到设备的操作限值，系统禁止了它的使用。这样使电容器只是做不必要的操作，失去了它的意义。
例3：变电站员工报道电压处在一个可接受的范围内，但变压器和电容器的档位同时频繁地进行操作。问其原因，变电站的工作人员报道，电压达到合格时AVC系统仍然有操作，其原因是，AVC系统正在实施无功指令，站在省网的角度整体平衡无功，实现电网安全、电力率合格、减少损失的目标。但是，从区域不同的角度，也应推出适合自身的减少亏损的方案，两者肯定不是全部一致的。
例4：变电站1#主变压器由AVC系统调升到8档，并继而调升到9档。因为延时未到系统将其禁止使用，升档后AVC取得档位变化的画面需要一些时间。换句话说，变化遥测发送速度过慢或电压预测并不很精确，也可引起在AVC区域无功功率优化控制模式和电压校正的控制模式有冲突，造成电容器或变压器频繁做循环动作，甚至使10kV母线电压超过限值。
例5：110kV变电站2#当天有16次升降，超过了每天升降次数的最高值（10次），AVC系统没有将它禁用。经过调查由于状态估计模块出现异常而退出操作，停止计算。EMS系统在模块退出时没有报警，从而导致出现和例1同样的问题。
2 解决措施
2.1 设置状态估计出现异常的报警装置
当内网数据、外网的等效数据出现错误造成状态的估算并不收敛、模块随之停止了计算时；当合格率的数据在10分钟之内不发生改变时；在这种情况下，应该在AVC系统的程序中增加一些判别的条件，保证AVC系统的自动开环运行和发出报警的信号，提醒维护人员及时维护状态估计的模块，以确保正常操作。AVC系统的安全策略、参数设置应该相对高级应用中的其他参数独立，当状态估计模块运行出现异常时，参数应该仍然有效。
2.2 外网等效错误自动删除
收集最新的和本电网有关联的外网的数据和模型，需要再次确定更加精确的模型。AVC系统中外网数据出现错误时，应该能够自动确定并排除外网后，保证了内网的正常运行，并发出报警信号。保证状态估计模块始终正常运行。
2.3 实施无功功率补偿装置的开关设备
加入操作次数在AVC系统的识别，适当地调整电容器的控制模式，可以实现无功功率补偿装置的设备在同一个卷上的电容器开关电气岛相同，能够解决这个问题，可以使这样的设备的寿命大大提高。
2.4 多考虑特殊的操作模式
在AVC的软件中增加操作模式的判别，根据电站内的主变高中低压三侧都受到了母联开关、高中低压的母线、总开关的状态判别的操作模式，多考虑母线的退出操作或者通过母联靠另外一个主变供电的特殊操作方式，增加一个总线操作或母联的主变压器供电，由另一种特殊的方式。
2.5 实现操作模式和操作次数一起判别
采用自动判断电气连接的模式，寻找在相同的电气岛中，达到方案的执行条件要求的所有的电容器。比如优先选择当天投切次数相对较少的可投切电容器；如果是相同的投切次数，就优先选择投入时间较早的电容器。当有一组或者几组电容器退出自动控制模式时，该模块仍然可以根据实际需要，重新自动确定投切的顺序，采用循环投切的方式。除了规定投切顺序的电容器以外，本着先投先切的原则进行投切，投切时间的间隔不能小于所规定的时间，并且每日的投切次数要少于规定的次数。
2.6 引进负荷曲线的预测功能
为了清除因特殊负载跳变引起的不需要的投切，除了使用各种措施加强治理谐波外，在软件设计上可以充分利用变压器允许短的时间超负荷的能力，减少了不必要的调整和投切，再把调度自动化系统的负荷预测功能引进到AVC的判断之中。通过比较实时数据和预测值，再把结果看成电压无功的综合控制的策略中的重要参考数据，根据具有代表的一天的负荷曲线的预测设备的投入或者切除之后到下一次投入或切除的时间，以实现最优的调整和投切。在保证安全的前提下，达到最佳的运行方案，避免在负载波动频繁的区域设备出现频繁动作。
2.7 合理设计设备的操作成本
设备的操作成本包括设备操作风险成本和设备损耗成本。设备损耗的成本大多考虑的是主要设备以及配套的设备成本，合理设计使用的次数。设备操作风险的成本大多是考虑设备运行发生事故的概率和事故损失的统计指标。在AV中合理分析设计设备的操作成本，提供设置的界面，人工修改。根据这个特点，在系统提出降损的计划之前，综合设备的操作成本，整体考虑，在运行的维护中提高或者降低操作成本，实现人为地增加或者减少操作设备的目标。
2.8 科学合理地配置电容器的容量
现在的电网中部分电容器组的容量很大，根据敏感性的分析结果，电容器在投切之后会出现无功缺失和无功过补的现象。这也是引起个别没有运行而其他的小容量电容器频繁出现投切的一个重要原因。比如电容器都分组运行或者在总线上配置两组不同容量的电容器。根据现场投入的电容器组的实际容量，进行人工修改相关的容量参数，系统控制投切，将取得更好的成效。
3 结语
无功电压控制（VQC）同样遵循安全、经济两个根本性指标，这两个指标是我们工作的指挥棒、约束条件。在此前提之下，要做到合格（中枢点电压、关口功率因数）；稳定（上下波动不能越限）；可靠（无拒动、误动、抖动）；经济（少动、均衡使用设备）；低成本（最少的操作次数、最低的线损、最低的工作成本）。只有将无功电压管理中存在的问题解决好，才能保证电厂发电机组的正常运转，实现利益的最大化。
参考文献
[1] 樊福而.关于变电站无功电压控制问题[A].全面建设小
康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003
年学术年会论文集（上）[C].2003.
[2] 江龙才.电网自动化系统安全性考虑与建议[A].华东六
省一市电机（电力）工程学会输配电技术研讨会2004年
年会论文集[C].2004.
[3] 朱永佳，陈新琪.发电机进相深度对机端电压影响分析
[A].浙江电力科学发展[C].2005.
[4] 周晖.地区电网无功电压优化控制系统的研究[D].武汉
大学，2004.
[5] 苏永春.配电系统无功电压优化控制[D].河海大学，2003.
作者简介：孙凌雁（1971-），女，贵州毕节人，贵州省毕节供电局工程师，研究方向：无功与电压管理。
（责任编辑：刘晶）
关键词：无功电压管理；AVC的自动电压控制系统；辅助决策；电容器
中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）10-0109-02
1 电网AVC系统运行的问题实例及分析
系统设备频繁操作，涉及到了电网安全问题，在某些省份多次出现过：由于AVC系统失效或者受到限制，导致用户不断地调节档位，最终造成了电梯出现故障的事故。虽然情况没有恶化，但是程序的开发人员、系统的维护人员必须对此要充分重视。以下是这种问题的一些举例：
例1：集控站受控变电站413电容器经常出现投切的现象，其中每2分钟一次，共出现8次分合的现象。显然程序没有应用投切时间间隔为1800秒的程序，经过检查，错误地改变一个外网等效的开关状态造成了EMS系统状态的估算的误差不收敛，状态估计的合格率的返回SCADA数据保持在98%，在这样的情况下，AVC的限值全部失败。显而易见，这是由于该程序有了缺陷。
例2：35kV变电站，线路负荷用户是钢铁厂，属于超负荷，造成了很大电压的波动，电压在限制值附近急剧跳动，大大增加了遥控的次数。AVC的电容，每天的投切次数最高规定为10次，变压器的调节次数也是10次，导致了在上午的短短几个小时内达到设备的操作限值，系统禁止了它的使用。这样使电容器只是做不必要的操作，失去了它的意义。
例3：变电站员工报道电压处在一个可接受的范围内，但变压器和电容器的档位同时频繁地进行操作。问其原因，变电站的工作人员报道，电压达到合格时AVC系统仍然有操作，其原因是，AVC系统正在实施无功指令，站在省网的角度整体平衡无功，实现电网安全、电力率合格、减少损失的目标。但是，从区域不同的角度，也应推出适合自身的减少亏损的方案，两者肯定不是全部一致的。
例4：变电站1#主变压器由AVC系统调升到8档，并继而调升到9档。因为延时未到系统将其禁止使用，升档后AVC取得档位变化的画面需要一些时间。换句话说，变化遥测发送速度过慢或电压预测并不很精确，也可引起在AVC区域无功功率优化控制模式和电压校正的控制模式有冲突，造成电容器或变压器频繁做循环动作，甚至使10kV母线电压超过限值。
例5：110kV变电站2#当天有16次升降，超过了每天升降次数的最高值（10次），AVC系统没有将它禁用。经过调查由于状态估计模块出现异常而退出操作，停止计算。EMS系统在模块退出时没有报警，从而导致出现和例1同样的问题。
2 解决措施
2.1 设置状态估计出现异常的报警装置
当内网数据、外网的等效数据出现错误造成状态的估算并不收敛、模块随之停止了计算时；当合格率的数据在10分钟之内不发生改变时；在这种情况下，应该在AVC系统的程序中增加一些判别的条件，保证AVC系统的自动开环运行和发出报警的信号，提醒维护人员及时维护状态估计的模块，以确保正常操作。AVC系统的安全策略、参数设置应该相对高级应用中的其他参数独立，当状态估计模块运行出现异常时，参数应该仍然有效。
2.2 外网等效错误自动删除
收集最新的和本电网有关联的外网的数据和模型，需要再次确定更加精确的模型。AVC系统中外网数据出现错误时，应该能够自动确定并排除外网后，保证了内网的正常运行，并发出报警信号。保证状态估计模块始终正常运行。
2.3 实施无功功率补偿装置的开关设备
加入操作次数在AVC系统的识别，适当地调整电容器的控制模式，可以实现无功功率补偿装置的设备在同一个卷上的电容器开关电气岛相同，能够解决这个问题，可以使这样的设备的寿命大大提高。
2.4 多考虑特殊的操作模式
在AVC的软件中增加操作模式的判别，根据电站内的主变高中低压三侧都受到了母联开关、高中低压的母线、总开关的状态判别的操作模式，多考虑母线的退出操作或者通过母联靠另外一个主变供电的特殊操作方式，增加一个总线操作或母联的主变压器供电，由另一种特殊的方式。
2.5 实现操作模式和操作次数一起判别
采用自动判断电气连接的模式，寻找在相同的电气岛中，达到方案的执行条件要求的所有的电容器。比如优先选择当天投切次数相对较少的可投切电容器；如果是相同的投切次数，就优先选择投入时间较早的电容器。当有一组或者几组电容器退出自动控制模式时，该模块仍然可以根据实际需要，重新自动确定投切的顺序，采用循环投切的方式。除了规定投切顺序的电容器以外，本着先投先切的原则进行投切，投切时间的间隔不能小于所规定的时间，并且每日的投切次数要少于规定的次数。
2.6 引进负荷曲线的预测功能
为了清除因特殊负载跳变引起的不需要的投切，除了使用各种措施加强治理谐波外，在软件设计上可以充分利用变压器允许短的时间超负荷的能力，减少了不必要的调整和投切，再把调度自动化系统的负荷预测功能引进到AVC的判断之中。通过比较实时数据和预测值，再把结果看成电压无功的综合控制的策略中的重要参考数据，根据具有代表的一天的负荷曲线的预测设备的投入或者切除之后到下一次投入或切除的时间，以实现最优的调整和投切。在保证安全的前提下，达到最佳的运行方案，避免在负载波动频繁的区域设备出现频繁动作。
2.7 合理设计设备的操作成本
设备的操作成本包括设备操作风险成本和设备损耗成本。设备损耗的成本大多考虑的是主要设备以及配套的设备成本，合理设计使用的次数。设备操作风险的成本大多是考虑设备运行发生事故的概率和事故损失的统计指标。在AV中合理分析设计设备的操作成本，提供设置的界面，人工修改。根据这个特点，在系统提出降损的计划之前，综合设备的操作成本，整体考虑，在运行的维护中提高或者降低操作成本，实现人为地增加或者减少操作设备的目标。
2.8 科学合理地配置电容器的容量
现在的电网中部分电容器组的容量很大，根据敏感性的分析结果，电容器在投切之后会出现无功缺失和无功过补的现象。这也是引起个别没有运行而其他的小容量电容器频繁出现投切的一个重要原因。比如电容器都分组运行或者在总线上配置两组不同容量的电容器。根据现场投入的电容器组的实际容量，进行人工修改相关的容量参数，系统控制投切，将取得更好的成效。
3 结语
无功电压控制（VQC）同样遵循安全、经济两个根本性指标，这两个指标是我们工作的指挥棒、约束条件。在此前提之下，要做到合格（中枢点电压、关口功率因数）；稳定（上下波动不能越限）；可靠（无拒动、误动、抖动）；经济（少动、均衡使用设备）；低成本（最少的操作次数、最低的线损、最低的工作成本）。只有将无功电压管理中存在的问题解决好，才能保证电厂发电机组的正常运转，实现利益的最大化。
参考文献
[1] 樊福而.关于变电站无功电压控制问题[A].全面建设小
康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003
年学术年会论文集（上）[C].2003.
[2] 江龙才.电网自动化系统安全性考虑与建议[A].华东六
省一市电机（电力）工程学会输配电技术研讨会2004年
年会论文集[C].2004.
[3] 朱永佳，陈新琪.发电机进相深度对机端电压影响分析
[A].浙江电力科学发展[C].2005.
[4] 周晖.地区电网无功电压优化控制系统的研究[D].武汉
大学，2004.
[5] 苏永春.配电系统无功电压优化控制[D].河海大学，2003.
作者简介：孙凌雁（1971-），女，贵州毕节人，贵州省毕节供电局工程师，研究方向：无功与电压管理。
（责任编辑：刘晶）