隨著超高電壓等級、大容量和跨區電網的迅速發展,對電壓穩定和電壓質量提出了更高的標準和更嚴格的要求。目前我國電力行業對電壓的控制一般是將每日分為幾個典型時段,以不同的上、下限值,進行比較粗糙的人工控制。調度運行人員在發現電壓越限時,憑經驗進行簡單的調整,不但勞動強度大,而且不能及時發現電壓越限,造成電壓質量的降低。現代化工業設備和家電用品對電壓質量提出了很高的要求,只有采用自動電壓控制的方法才能進一步提高電壓質量。
隨著我國電力
市場改革的深化,廠網分開后,降低電網損耗對電網公司為說變得非常重要。降低網損的重要途徑是降低電網分層分區之間的無功流動,因此做好電網的無功調度工作不但可以提高電壓質量,同時可以降低網絡損耗。目前,電網無功調度只是根據典型的負荷數據進行離線分析計算,沒有進行實時電網無功潮流計算和優化控制,因此不能及時降低電網中不合理的無功流動所帶來的有功損耗。為提高電網的安全穩定水平,進一步提高電網電壓質量,降低網損,減輕值班人員調整電壓的勞動強度,研發電網的自動電壓控制系統(AVC)顯得十分必要,它為現代電網安全、優質、經濟運行提供了先進的控制手段。
2001年下半年,福建省調組織專業人員與在電力系統自動化領域已經有20年研發經驗的積成電子公司的領導以及相關技術人員進行專題調研,在充分分析了省級電網AVC控制的技術難點和福建電網自動化工作的有利條件以后,2002年初,福建省調度中心與積成電子公司聯合成立了由福建省調度中心電網運行方式、自動化專業人員和積成電子公司相關技術人員組成的課題組,著手進行可行性研究和總體方案設計,經反復論證和修改后向福建省電力公司提出項目申請。福建省電力公司科技部非常重視這項課題,組織專家進行課題答辯和評審,并于2002年6月正式批準立項。
下面是對該系統在福建省電網應用的概括介紹:
一、AVC系統具有以下主要特點。
(1)全網分級協調、分層分區控制,省地級AVC主站集中決策及協調控制。
(2)具備在線閉環、開環運行兩種控制方式及研究型無功電壓分析功能。 信息來源:http://www.tede.cn
(3)主站軟件通過基于改進遺傳算法與二次線性規劃算法的無功優化模塊,結合動態分區電壓校正的核心算法提出控制方案,使連續變量及離散變量協調控制。
二、AVC系統實現的主要目標。
(1)實施無功及電壓預防控制措施,提高電網的安全穩定運行水平,防止發生電壓穩定破壞事故。
(2)進一步提高電網電壓質量,主網考核點電壓合格率達到國電電壓考核的高檔指標要求。
(3)實現無功電壓分層分區控制目標,降低主網網損,實現逆調壓原則。
(4)電廠機組及變電站離散設備控制安全,離散設備控制動作次數受限。
(5)實現電網無功電壓在線控制及智能化調度的目標。220kV及以上主網電壓控制由人工調整過渡到自動閉環控制。 信息來源:http://tede.cn
(6)實現主網網損在線計算及統計分析。無功電壓及網損專業管理過渡至基于在線控制及分析為主要手段的技術管理。通過后臺無功電壓的研究分析,可為全網無功補償設備的優化配置提出決策依據。
三、AVC系統主要技術經濟指標。
(1)提高電網安全穩定水平,控制電網的電壓在合格范圍內。 信息來自:www.tede.cn
(2)進一步提高電網的電壓質量,主網電壓考核點合格率達99.5%以上,日電壓波動不超過5%,達到國電建設國際一流要求的電壓考核高檔指標。
(3)降低主網網耗2%以上。
(4)實現智能化調度,減輕調度運行人員的勞動強度,提高勞動效率。 信息來源:http://www.tede.cn
四、AVC系統在技術上具備以下創造性與先進性。
(1)該系統采用集中決策、多級協調、分區控制的總體技術方案,較好地解決了局部、分散控制方案帶來的局限性,既滿足了分層分區的控制原則,又具有綜觀全網、統籌安排、多級協調的特點,通過電網科學計算、集中決策后,按照電壓等級從高到低進行分層協調控制的方案在國內省級以上電網中首次大規模實踐并獲得成功。 信息請登陸:輸配電設備網
(2)核心軟件采用改進型的遺傳算法和改進型的二次規劃算法達到國際先進水平,在國內省級以上電網中尚屬首次。
(3)該系統的自動電壓無功控制裝置(AVQC)具有參數自辨識功能,可以靈活地適應各種發電廠、變電站無功電壓控制的需要,并具有遠程控制的功能。
(4)采用先進的系統集成技術,實現多級分散控制系統的集成。包括AVC主站系統與EMS系統的集成以及主站通過計算機數據網絡與發電廠、變電站、地調的監控系統、DCS系統、AVR裝置實現可靠的通信鏈接和控制。
五、AVC系統技術的成熟程度,適用范圍和安全性。
該系統到目前為止已經實現了對火電廠、水電廠、變電站、地調的閉環控制,所有AVC控制功能都有了實際運行經驗,而且運行穩定,控制效果良好,并經受住了多次電網事故的考驗。
該系統設計面向各級調度中心、集控中心、發電廠和變電站,適應我國五級調度管理模式和發電廠、變電站各類無功設備的控制模式,對全國網、省、地三級電網的自動電壓控制具有借鑒及示范作用,并可推廣應用。 信息請登陸:輸配電設備網
六、AVC系統在福建省電網中的應用情況。
目前該系統控制范圍包括13個大型火電廠(39臺火電機組),6個大型水電廠(19臺水電機組),5個500kV開關站(10臺500kV聯變分接頭、20個單元的低壓電容器組、14個單元的低壓電抗器組)。棉花灘水電廠、福州華能電廠、湄洲灣電廠、漳州后石電廠、嵩嶼電廠、邵武電廠、泉州南浦電廠、龍巖漳平電廠、水口電廠和500千伏廈門、福州變電站實現了與省調主站AVC系統閉環控制。廈門騰龍電廠、永安電廠、龍巖坑口電廠、寧德大唐電廠、福州可門電廠、福州江陰電廠、500千伏福州、莆田、泉州變電站的AVC控制正在進行之中。對于不具備AVQC功能的電廠,運行人員可根據福建省調主站通過Web系統和數據網實時發布的電廠高壓側母線的控制目標,適時跟蹤調整機組的無功出力。而福建省調主站軟件提出的500kV變電站(開環運行)離線設備控制策略,可作為調度員下令無功電壓控制決策的依據。
該系統實現福建省調主站與地區AVC系統間的協調控制,已有福州、廈門、莆田三個地調,共53個110kV變電站參與全網的分級協調閉環控制。省調主站AVC系統下達給地調AVC系統的220kV變電站高壓母線電壓控制上下限值合理,地調AVC系統以220kV變電站高壓側電壓合格為優先目標,通過無功電壓控制軟件分區實現220kV及110千伏變電站的電容補償裝置的投切及直調電廠機組無功出力的調整。
通過近幾年福建省電力調度中心與積成電子的緊密合作與不斷開拓,AVC系統已經在福建省電網中得到了大力推廣,通過該系統的控制降低了電網的損耗、節約了寶貴的能源、提高了電網調度的自動化程度、減輕了值班人員的勞動強度。通過不斷改進和完善,該系統逐漸被廣大電廠和各級調度人員所認可,受到客戶的一致好評。
目前,除了福建省以外,積成電子公司的AVC系統已經推廣到了其他省份。河南省三門峽大唐電廠二期工程(60萬超臨界機組X 2)已經采用了積成電子公司的iES-AVC50電廠自動調壓系統,截止到2006年10月20日,已經完成了3#機組的各項功能試驗,進行了階段驗收。河北省電力調度中心和山東省電力公司也對該系統表現出了濃厚的興趣。繼AGC系統之后,AVC系統必將成為影響電力系統發展的一大熱點,讓我們拭目以待吧! 信息請登陸:輸配電設備網