CN103501056A - 地县一体化自动电压控制系统 - Google Patents

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唐龙江
凌晓斌
程金松
胡海琴
孙长春
王文林
郭忠英
朱兵
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Huanshang Power Supply Co of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种地县一体化自动电压控制系统，以下简称地县AVC系统，系统包括地区主网，地区主网上连接有SCADA服务器、PAS服务器、监控维护工作站，县公司局域网上连接有SCADA服务器、PAS服务器、监控维护工作站，地区主网与县公司局域网相连；系统利用上述连接关系构筑的静态模型实施以下控制：采集数据并处理；动态分区；全局电压无功控制。采用本发明，降低了地县调在无功电压上的协调管理和重复管理环节、提升全电网系统电压质量、减少电网冗余无功流动、降低系统网损，显著降低调度监控人员的劳动强度和监视压力。

Description

地县一体化自动电压控制系统
技术领域
本发明属于电力系统调度自动化技术领域，具体涉及一种地县一体化自动电压控制系统，以下简称地县AVC系统。 
背景技术
随着我国电力系统的快速发展，电网规模不断扩大，电网结构和运行方式变得日益复杂，这给电网的运行监控及安全分析带来了巨大的挑战。为了解决电网的电压质量问题，以往一般采用以变电站当地、区域、人工干预的控制方式，缺乏彼此间的协调，这势必影响了控制的时效性和准确性，难以达到良好的优化效果。随着调度自动化系统（EMS/SCADA）技术的发展，无功电压的优化分析与在线实时控制方面得到了前所未有的重视。最近若干年，AVC系统在各级电网中得到越来越广泛的应用，大量应用于省、地、县各级的调度系统中。但长期以来，地、县调AVC系统处于独立运行状态，其应用范围相应地局限为其管辖权内的地或县调电网，各独立系统虽能实现局部范围的电压无功控制，但彼此间缺乏有效沟通与协调，不能从更大范围内实现无功潮流的合理流动和无功资源的优化配置。 
发明内容
本发明的目的是提供一种地县一体化自动电压控制系统，从地、县调电网的全局范围内实现电网系统电压稳定、提升电网电压品质、提高无功电压管理的目的。 
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：1、一种实施以下控制： 
a、采集数据并处理； 
b、动态分区； 
c、全局电压无功控制。 
地县一体化AVC系统基于地县一体化的电网模型，地县一体化调度自动化系统有本地区电网全模型数据，利用EMS/SCADA系统的电网模型和实时遥信遥测数据进行动态分区并按区域进行电压无功分析计算，遵循“分层分区，就地平衡”的原则，对地区电网管辖范围内各有载调压变压器分接头、可投切容抗器等无功电压设备进行集中监视、统一管理和在线闭环控制。 
上述方案中，SCADA服务器是架构在统一支撑平台上的应用子系统，是EMS的最基本应用，用于实现完整的、高性能的实时数据采集和监控，为其他应用提供全方位、高可靠性的数据服务。主要实现以下功能：数据处理、数据计算与统计考核、控制和调节、人工操作、事件和报警处理、拓扑着色、趋势记录、事故追忆及事故反演等。 
PAS服务器是子系统网络分析软件的基础。网络建模的主要工作是生成电网的拓扑结构和录入设备的电气参数（这里主要用的有：母线、线路、负荷、主变、断路器、隔离开关、容抗器）。网络建模模块提供了模型生成、转换和验证等辅助工具。本章介绍如何通过建模工具建立完整正确的网络模型，供PAS计算使用。 
本发明的有益效果在于：避免地县调在无功电压上的协调管理和重复管理环节、提升全电网系统电压质量、减少电网冗余无功流动、降低系统网损，显著降低调度监控人员的劳动强度和监视压力。 
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图； 
图2是控制原理流程图； 
图3是分区示意图。 
具体实施方式
本发明就是充分利用发、供电侧的无功资源，实现无功的上下协调、分区优化，尽可能降低电网网损，做到地县一体化自动电压控制，以取得经济效益。以下结合实施方式进行具体说明。 
硬件结构即静态模型 
地县一体化自动电压控制系统包括地区主网，地区主网上连接有SCADA服务器、PAS服务器、监控维护工作站，县公司局域网上连接有SCADA服务器、PAS服务器、监控维护工作站，地区主网与县公司局域网相连；系统利用上述连接关系构筑的静态模型。 
地县一体化AVC系统主/备服务器采用与电网调度自动化系统统一的硬件平台，利用远程局域网接收县调客户端传送的实时数据。 
地县一体化AVC应用基于调度自动化系统一体化设计，是EMS重要应用子系统，AVC作为独立应用组件加入EMS平台，通过EMS平台提供的数据总线等支撑环境与SCADA/PAS等应用交互。 
广域分布式地县一体化调度自动化系统实现了数据资源、技术资源、设备资源的共享。地调和各县调共用一套完整的电网模型，该电网模型的维护按照以下原则：按照规范划分地调、各县调等各级用户的责任区，各级调度负责本责任区内所属厂站在进行厂站建设和改造时的图形、前置信息及设备参数的维护，从而保证一套电网模型的完整性和准确性。 
采集数据并处理 
利用EMS/SCADA系统的电网模型和实时遥信遥测数据进行动态分区并按区域进行电压无功分析计算，可有效利用地县全网中各种无功调节和电压控制手段，达到地县一体的联合优化的目的。 
全局电压无功控制 
1、典型分区结果如图1、2所示，AVC周期运算，并根据SCADA实时遥信信息，对全局电网进行网络拓扑，自动识别电网任意运行方式： 
a、根据网络拓扑实时跟踪电网运行方式变化进行动态分区，分区时以220kV母线为根节点，从上而下即时识别变电所的上下级供电关系，动态识别任意厂站、任意线路及母线之间连接关系，例如图中虚线框中一台35kV主变因检修等原因退出运行后，AVC可实时监测开关遥信位置 将其从分区中排除； 
b、根据网络拓扑识别变压器是否并列运行，如两台三卷变压器高压侧母联合上时，中低压侧只要任意一侧并联即判断变压器并列运行；2）分区具备容错功能：即通过遥信预处理自我校验，防止因刀闸位置错误或遥信信号缺失等因素造成的分区和连接关系错误。 
地县一体化AVC总体控制方案是在分层分区空间解耦的基础上构建不同的AVC控制模式，且各控制模式按响应周期在时间上解耦，并使无功在空间上实现就地平衡。控制模式之间的协调优先保证电压和功率因数约束，系统网损则次之。通过模式优先级和响应周期考虑控制动作次序问题，避免控制过调或振荡。 
地县AVC控制模式按时间顺序分别有： 
区域电压控制：控制区域枢纽厂站电压无功设备，校正或优化区域内母线群体电压水平； 
就地电压控制：主要由各厂站就地控制无功设备快速响应就地电压变化； 
区域无功控制：全面协调控制容抗器投切、变压器分接头升降，以关口功率因数为约束，使线路无功流动最小、降低网损。其具体实现方案如下：当电网电压合格并处于较高运行水平后，按无功分层分区甚至就地平衡的优化原则检查线路无功传输是否合理，通过实时潮流灵敏度分析计算决定投切无功补偿装置、尽量减少线路上无功流动、降低线损并调节有关电压目标值，使各电压等级网络之间无功分层平衡、提高受电功率因数，在各电压等级网络内部无功在尽量小的区域范围内就地平衡，减少线路无功传输、降低网损。 

Claims (2)

1.一种地县一体化自动电压控制系统，其特征在于：系统包括地区主网，地区主网上连接有SCADA服务器、PAS服务器、监控维护工作站，县公司局域网上连接有SCADA服务器、PAS服务器、监控维护工作站，地区主网与县公司局域网相连；系统利用上述连接关系构筑的静态模型实施以下控制：
a、采集数据并处理；
b、动态分区；
c、全局电压无功控制。
2.根据权利要求1所述的地县一体化自动电压控制系统，其特征在于：所述的全局电压无功控制按时间顺序分别有：区域电压控制、就地电压控制及区域无功控制。
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