地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制AVC技術(shù)概述

地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制AVC技術(shù)概述AVC發(fā)展路線圖法國分區(qū)分級控制全網(wǎng)離線分析OPF在線離線變電站VQC基于九區(qū)圖T國內(nèi):AVC方興未艾德國基于OPF19902001地調(diào)AVC省調(diào)AVCAGC變電站VQC基于九區(qū)圖的變電站VQC裝置及其軟件優(yōu)點(diǎn)：原理明晰簡單可靠性較高不足：只能控制單個廠站全網(wǎng)協(xié)調(diào)性差國外AVC現(xiàn)狀與發(fā)展基于OPF的無功優(yōu)化優(yōu)點(diǎn)：理論上嚴(yán)密數(shù)學(xué)及物理意義清晰不足：收斂性難以保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)——狀態(tài)估計（SE）的可靠性難以評估優(yōu)化結(jié)果的可操作性不好國外AVC現(xiàn)狀與發(fā)展以法國為代表的分區(qū)分級（三級）控制全局優(yōu)化控制區(qū)域電壓控制器1SVC-1電力設(shè)備的自動控制裝置區(qū)域電壓控制器iSVC-i區(qū)域電壓控制器nSVC-n電力設(shè)備的自動控制裝置電力設(shè)備的自動控制裝置…………VrefVref一級控制二級控制三級控制優(yōu)點(diǎn)：符合無功電壓的區(qū)域性和分散性基本符合國內(nèi)網(wǎng)-省-地-縣調(diào)的分級分區(qū)調(diào)度體系不足：硬的“物理分區(qū)”可能與軟的“電氣分區(qū)”不一致僅考慮發(fā)電機(jī)，未考慮負(fù)荷側(cè)OLTC及電容器配合三級控制OPF的可用性不強(qiáng)國內(nèi)AVC系統(tǒng)發(fā)展特點(diǎn)自底向上，由變電站->地調(diào)->省調(diào)隨著自動化通信技術(shù)發(fā)展，經(jīng)歷了一個單站、區(qū)域、全網(wǎng)的發(fā)展過程，也是一個簡單到復(fù)雜的過程國內(nèi)電網(wǎng)AVC現(xiàn)狀國內(nèi)AVC系統(tǒng)理論研究上跟蹤國外最新進(jìn)展，技術(shù)水平與國際先進(jìn)保持同步。與國外較為成熟的AVC系統(tǒng)相比，我國全網(wǎng)AVC閉環(huán)控制工程應(yīng)用仍然處于起步階段應(yīng)更加注重提高實用性，使先進(jìn)算法研究與具體工程實際相結(jié)合，提高應(yīng)用水平，取得類似AGC閉環(huán)控制的良好實際運(yùn)行效果。AVC系統(tǒng)的必要性隨著高電壓等級、大容量和跨區(qū)電網(wǎng)的迅速發(fā)展，為保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對電壓質(zhì)量提出了更高標(biāo)準(zhǔn)和更嚴(yán)格的要求。電網(wǎng)的電壓質(zhì)量是電能質(zhì)量的一項重要指標(biāo)。為進(jìn)一步提高電網(wǎng)主網(wǎng)的電壓質(zhì)量，降低主網(wǎng)網(wǎng)損，實現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行在線控制的目標(biāo)，減輕值班人員人工調(diào)整電壓的勞動強(qiáng)度，開發(fā)并研制電網(wǎng)的自動電壓控制系統(tǒng)顯得十分必要，它為現(xiàn)代電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。AVC技術(shù)概述AVC（AutomaticVoltageControl）系統(tǒng)是利用電網(wǎng)實時運(yùn)行的數(shù)據(jù)，從整個電網(wǎng)的角度科學(xué)決策出最佳的無功電壓調(diào)整方案，實現(xiàn)無功電壓的安全性（電壓穩(wěn)定性）、經(jīng)濟(jì)性（網(wǎng)損）和電能質(zhì)量（電壓上下界約束）等多目標(biāo)協(xié)調(diào)，實現(xiàn)全網(wǎng)的分層分區(qū)協(xié)調(diào)控制，以提升電網(wǎng)電壓品質(zhì)和整個系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平、提高無功電壓管理水平。AVC技術(shù)特點(diǎn)AVC技術(shù)特點(diǎn)多層次的協(xié)調(diào)控制安全性與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)控制分層分區(qū)分級的協(xié)調(diào)控制上下級（網(wǎng)省地調(diào)）的協(xié)調(diào)控制連續(xù)型與離散型設(shè)備的協(xié)調(diào)控制多目標(biāo)的優(yōu)化控制安全性（電網(wǎng)安全）經(jīng)濟(jì)性（網(wǎng)損最?。╇妷嘿|(zhì)量（電壓優(yōu)質(zhì)）多對象的混合控制發(fā)電機(jī)變壓器并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備（容抗器）電壓無功特性－經(jīng)濟(jì)壓差原理電網(wǎng)支路功率傳輸公式：線路最大輸電能力Pmax=（U1*U2）/Z輸電損耗P=R*P2/U2+R*Q2/U2

線路壓降U（P*R+Q*X）/U因此，有功P一定，U（限值范圍），Q，則P和U，極限狀態(tài)為：ΔUJ

PR/U，Q＝0減少線路損耗方法：（1）提高線路電壓；（2）減少無功功率流動，特別是長線路。無功分點(diǎn)剛好在線路中點(diǎn)，亦稱為經(jīng)濟(jì)壓差。（普遍實用）無論算法或策略其控制效果必須滿足無功優(yōu)化原則：高電壓水平下無功分層分區(qū)甚至就地平衡，經(jīng)濟(jì)壓差是其極限狀態(tài)定量表示。電壓無功特性－提高電壓節(jié)能效益提高電壓（%）123456降低網(wǎng)損（%）23.85.77.59.311.2電壓無功特性－功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能效益補(bǔ)償前功率因數(shù)0.60.650.70.750.80.850.9補(bǔ)償后功率因數(shù)0.95降低網(wǎng)損（%）60534638292010

功率因數(shù)補(bǔ)償在傳輸環(huán)節(jié)表現(xiàn)就是無功傳輸減少AGC啟發(fā)－三次電壓調(diào)節(jié)1、一次調(diào)節(jié)/一級電壓控制：毫秒—秒，發(fā)電機(jī)組AVR自動調(diào)節(jié)，快速響應(yīng)系統(tǒng)電壓變化（類似一次調(diào)頻）；2、二次調(diào)節(jié)/二級電壓控制：數(shù)十秒—5分鐘，由發(fā)電機(jī)組吸收和發(fā)出的無功功率，使區(qū)域內(nèi)電壓合格（類似AGC）；3、三次調(diào)節(jié)/三級電壓控制：10分鐘—15分鐘，系統(tǒng)電壓和無功分布全面協(xié)調(diào)，控制發(fā)電機(jī)、電容器、電抗器和變壓器分接頭，使電網(wǎng)在安全和經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行（類似經(jīng)濟(jì)調(diào)度）。A