电网220kV系统自动电压控制关键技术探讨

电网220kV系统自动电压控制关键技术探讨

王培

（内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局，026000）

【摘要】随着我国市场经济的不断发展，我国居民对于电能需求量逐年增大，对于电能质量的要求也日益提高。无功电压控制系统对于智能电网系统的可靠性起到了重要的作用，对其关键技术的解析成为我国电力企业的重要研究课题。本文从220kV自动电压控制系统的概念入手，对自动电压控制系统的关键技术进行了探讨。

【关键词】电网220kV系统；自动电压控制系统；关键技术

电压是衡量电能质量的重要指标，但电压偏离初始定额较大时，会造成各类用电设备的超负荷运行，对智能电网系统造成负面影响，甚至会造成电力系统的电压崩溃，因此对电压进行控制极具必要性。对电网220kV系统自动电压控制关键技术进行探讨，具有一定的现实意义。

一、自动电压控制的概念

实时电压自动控制系统基于OPF理论，集可靠性与经济性为一体，可以实现在安全约束下对经济性的闭环控制，是现阶段电力系统调度控制的最高表现。在一般状态下，自动电压控制系统通过对电网无功电压进行实时监视，并在线进行优化计算，实现对电网变压器分接头以及无功电源的分层控制与调节，从而在全网安全电压的约束条件下实现无功潮流优化运行，实现网损最小化以及电压优质化[1]。电压自动控制系统主要分为集中控制型以及分散控制型两种类型，分散控制型主要是单独在现场电压无功控制装置上的调控模块与计算模块间，通过闭环控制实现电压自动控制；而集中控制型主要是在现场调度装置与电网调度自动化系统间进行闭环控制，从而实现电压自动控制。

二、电网220kV系统自动电压控制关键技术

（一）自动电压控制闭锁功能

所谓自动电压控制闭锁功能，主要指的是当智能电网系统或电网系统中的电力设备产生故障或异常状况时，可以及时且可靠地发出相应的闭锁信号，将电网系统或系统中的电力设备自动切断，实现自动电压控制，避免安全事故扩大，保证智能电网系统运行的稳定性。自动电压控制闭锁功能是电网220kV系统自动电压控制系统中最为重要的安全措施。

1．全系统闭锁

当自动电压控制主站系统出现与数据采集与监视控制系统接口中断等异常现象时，必须及时对整套系统进行闭锁，并发出相应的警报信号，在对异常情况进行排除后，再由人工进行解锁工作，再重启自动电压控制系统。主站相关调度人员在发现其他类型紧急异常情况时，也可以进行人工闭锁操作，确保自动电压控制系统运行的可靠性。

2．个别厂站闭锁

当个别厂站内需要执行与自动电压控制系统相冲突的工作，或是产生遥控无法执行等问题时，个别厂站的运行人员可以对相应厂站的自动电压控制功能进行人工闭锁。

3．设备闭锁

在智能电网运行过程中，应当在自动电压控制系统的“闭锁信息表”中导入变压器变高电流越限、设备继电保护动作等相关遥感监测、通信信号，一旦变压器或电容器发生异常情况时，自动电压控制系统就可以及时对相应设备实行自动闭锁。在对相应设备进行自动闭锁后，自动电压控制系统会在并在监控界面上通过变色对异常情况进行标示，提高相关运行人员发现问题与处理问题的及时性[2]。

（二）实时数据处理技术

由于自动电压控制系统的主站是基于电网设备的实时数据以及静态参数，进行在线优化计算和控制，实时数据与静态参数在实际传输过程中存在一定干扰，在维护环节也经常因为人为操作失误导致维护不当等问题。为了实现自动电压控制系统可靠且完善的数据处理与数据检测功能，自动电压控制系统中应用了实时数据处理系统，对数据监视控制与数据采集系统提供的数据进行合理性校验。实时数据处理系统也可以对长期不变化的遥测数据进行可靠性识别，并在滤波环节剔除掉短时间尖峰数据、零数据、噪声数据等不合理数据。实时数据处理技术通过合理处理不同种类的数据，可以最大限度地避免不可靠的数据触发设备的“数据非法”闭锁，避免自动电压控制系统发出错误的控制指令。

（三）分布式协同计算技术

自动电压控制系统本身存在优化全网无功功率、最大限度地降低全网无功损耗、尽可能利用无功补偿设备等优点。由于现阶段我国城市智能电网实时无功电压动态优化控制存在极为巨大的计算量与计算复杂程度，集中优化环节出错率较高，难以有效保证自动电压控制系统的可靠性。分布式系统计算技术可以将电网分块进行统一性，避免各电能子网间的电气耦合相互影响，尽可能地降低整个电网无功潮流变动频率，并有效地减少控制变量操作密度。采用分布式协同计算技术，一方面可以有效地降低计算复杂度与计算维度，另一方面可以保证全网优化结果的精确性。分布式协同计算技术作为自动电压控制系统的关键技术，可以有效地提高自动电压控制系统的实时运算质量。

（四）遥控安全校验机制

自动电压控制系统的遥控遥调功能，主要通过数据监视控制系统以及数据采集系统共同完成，这种遥控安全校验机制与传统数据采集与监视控制系统的控制点不同，不需要由运行人员预置和确定相应的数据，实现了智能化与自动化管理[3]。为了保证数据的准确性，应当注意随着变电站的改造工作修改时，数据采集与监视控制系统中的参数的变化情况，自动电压控制系统的遥控安全校验手段主要包括检查设备类型是否匹配、字符串是否匹配两种情况，自动电压控制系统只允许控制电容器抽头与开关，严禁对其它开关进行控制。

总而言之，对于规模较大、电压较强的电网220kV系统而言，采用基于调动自动化主站进行全网无功优化计算的自动电压控制系统，可以在满足无功分层分区平衡优化原则的基础上，有利于提升电压控制的灵活性，从而满足国家电网的可持续发展需要。

参考文献：

[1]孙辉,刘松楠,周玮,胡姝博,李铁,李大路,张艳军.辽宁电网220kV系统自动电压控制关键技术研究[J].电力系统保护与控制,2014,19:43-48.

[2]林菲,谷海彤.自动电压控制技术在城市电网的应用研究[J].广东电力,2012,10:81-85.

[3]谢明宇.辽阳地区电网自动电压控制系统的应用研究[D].华北电力大学,2014.

作者简介：

王培，1982.12-，女，汉族，籍贯河北省乐亭县，现就职于内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局，工程师职称，工程硕士，研究方向电网工程电气自动化及工程建设的信息化