浅谈电网区域电网C系统制约对策库

论文导读：5%时,C系统使用优化控制模式。利用潮流计算的灵敏度分析功能,得到控制设备对母线电压、关口功率因数、网损的影响,同时考虑设备的操作费用,得到控制设备的调整综合指标,将调整综合指标进行排序来选择控制设备。通过对控制费用和控制综合指标模型的修改来决定无功电压优化控制设备的优先级和控制度,实现无功电压的优化控制。
摘要:根据地区的自动电压控制及无功优化(简称C)的投入使用,分析了区域电网C系统建立必要性及区域电网C系统的构架,以及在地调主站实现方式的控制模式及控制策略。
关键词:自动电压控制;电能质量;控制策略

1建立区域电网C系统必要性
 近年来，随着我国电力工业的迅速发展，电网规模的不断扩大，必须不断采用新技术在保证电力系统安全运行的前提下，提高电能质量、降低网络元件中的电能损耗，从而获得满足安全运行条件下的最大经济性和最好的电能质量。其中电网的自动电压控制及无功优化(简称C)就是电力生产中提高电能质量，降低网损的重要手段。C系统是通过调度自动化系统采集电网各节点遥测、遥信等实时数据进行在线分析和计算,通过调度自动化系统自动执行调节,从而实现电压无功优化自动控制， C系统具有以下意义： 1.提高稳定水平，网内变电站全部投入装置后，通过合理分配无功，可将系统电压和无功储备保持在较高的水平，从而大大提高电网安全稳定水平和机组运行稳定水平。2.改善电压质量，电压监督电压合格率得到大幅度提高。 3.消除了人为因素引起误调节的情况，有效降低了运行人员的工作强度，传统的变电站电压和无功的调节方式为手动调节,这使得运行人员的监视和操作工作量繁重,并且仅凭运行人员的经验往往不能准确判断最合理的调节方式,致使调节设备不能得到充分合理的利用。本文根据电网电压无功自动控制系统的实现,分析了地区区域电网C系统的构架、以及在地调主站实现的控制模式及控制策略。
2C系统的组成
C系统在调度自动化系统的主站端对各分站的母线电压和地区关口的无功进行监视,当电压或无功超出规定的限值时,C系统给出控制方案提示、报警或投切电容器、升降主变压器分接头,使电压和无功恢复到规定的范围内。C系统由三个主要模块构成：自动电压调整程序（C_MAIN）、遥控程序（DO_CTLS）和报警程序（C_ALM）。C_MAIN为核心模块,其作用是从SCADA应用获得电网的实时运行状态，并根据分区调压原则，对电网电压进行监视，发现电压异常时生成相应的调节措施。当系统处于闭环状态时，DO_CTLS将调节措施交给SCADA的遥控程序，执行变压器的升降、电容器或电抗器的投切。C_ALM负责显示由C_MAIN提出的调压建议和DO_CTLS所做的自动调压措施[3]。
信息流向：

3 区域电网C系统控制模式
3．1地调主站实现区域控制的特点区域电网的控制对象只有有载调压变压器分接头的升降和电容器的投退,不能对发电机的无功出力等进行调整,即控制变量只是一些离散变量,不包连续变量;另外区域电网的管辖范围相对省网来说比较小,电压等级也比较低,属于子系统。因此在地调主站系统电压无功控制的特点是:根据系统的安全分析结果、电压、频率、无功的实时值进行系统电压稳定的判断,在系统出现电压稳定问题时或者接到省网闭锁指令后,立即停止C的运行,闭锁所有主变分接开关和电容器的自动控制系统,直到电压稳定问题消失为止。在系统稳定的前提下,按照区域系统的控制模式和控制策略进行调控,保证电网
电压合格率达到指标要求和电网的经济运行[4]。

3.2区域C系统的控制模式

C系统具有两种控制模式:优化控制模式和分区控制模式。
3.

2.1优化控制模式

在状态估计运行正常且量测合格率大于95%时,C系统使用优化控制模式。利用潮流计算的灵敏度分析功能,得到控制设备对母线电压、关口功率因数、网损的影响,同时考虑设备的操作费用,得到控制设备的调整综合指标,将调整综合指标进行排序来选择控制设备。通过对控制费用和控制综合指标模型的修改来决定无功电压优化控制设备的优先级和控制度,实现无功电压的优化控制。
3.

2.2分区控制模式

当状态估计合格率不高或系统量测不能满足计算要求时,切换到基于规则的分区控制模式。在分区控制模式下,用电压、功率因数(无功)的上下限值将控制区域分为9区,根据当前的运行状态属于哪一个区域采取相应的控制规则进行控制。控制原则实现的前提是对电压/无功进行分区,确定电压、无功运行区域,以了解其运行状况并实施控制。
3.3论文导读：系统的优化控制根据“专家系统规则”判断执行。当系统无法依据专家系统规则进行判断时,则进行潮流计算、灵敏度分析,以辅助确定执行规则,所以本控制系统执行效率极高,不会出现“模糊”的指令。3.4厂站C系统的控制策略设备控制状态以厂站为单位显示各变电站及所属母线、变压器、电容器和电抗器的控制状态。控制设备
区域C系统的控制策略
C的控制策略确保了电压无功控制的有效性,使无功分布满足分层分区平衡原则,分片优化,在保证电压合格的基础上,尽量减少各个区域无功流动,从而降低网损。
摘自：写论文www.7ctime.com

3.1适应电网运行方式变化

控制系统除了采集全网电压、功率外,还采集辅助开关量,自动进行电网运行方式判别,实施不同的无功电压优化运行方案。
3.3.2全网集中控制与分区分层控制相结合地区区域控制系统涉及的是220kV及以下电网级,由地调、县调负责的无功电压自动控制。在本控制范围内,采用分区分层控制与全网控制相结合,先分区后分层再全网,全网保分区分层的控制策略,来达到无功分区分层就地平衡,稳定全网电压,主变分接开关动作次数最少,电压合格率最高。
3.3.3集中控制与分布执行相结合。近年来,随着电网调度自动化水平的不断提高和电网一次设备的更新换代,特别是计算机运行速度的提高和计算机网络技术的发展,使得地区电网实施全网无功电压优化运行集中控制硬件上成为可能。控制系统根据电网运行状况,集中形成控制指令,然后发送至各控制点,各控制点并发执行指令,非轮流执行和等待,所以本控制系统能用于紧急控制。
3.3.4无功平衡稳定电压与分接开关调节电压相结合控制系统时刻通过无功功率分层就地平衡来稳定电压,并维持电压在一定水平,当电压仍达不到要求时,再辅以调节主变分接开关。本控制系统的投入可以确保本地区无功补偿设备的最大投入,对整个电力系统的无功平衡和电压稳定起着基础性、根本性的作用。
3.3.5保电网安全与无功电压控制相结合电网安全包括设备安全和系统稳定安全。控制系统引入设备的保护信号,实现对设备的可靠闭锁。在确保设备安全方面做了充分的考虑,并已作应急处理。例如电容器连续投切、主变分接开关“滑档”、断线、低电压等。电力系统电压和无功电力技术导则指出“电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本
条件”,控制系统最大限度的实施无功补偿和无功平衡,维持正常电压水平,尽量避免了由于电网缺乏无功功率,运行电压低,有可能产生电压不稳定现象,甚至造成电网电压崩溃的后果。
3.3.6潮流计算、灵敏度分析与专家系统规则判别相结合普遍情况下控制系统的优化控制根据“专家系统规则”判断执行。当系统无法依据专家系统规则进行判断时,则进行潮流计算、灵敏度分析,以辅助确定执行规则,所以本控制系统执行效率极高,不会出现“模糊”的指令。

3.4厂站C系统的控制策略

设备控制状态以厂站为单位显示各变电站及所属母线、变压器、电容器和电抗器的控制状态。控制设备支持任意级别的人工闭锁，即退出闭环控制。设备控制优先级是：系统＞厂站＞母线＞主变分头或电容器电抗器，系统级别最高，如果系统自动控制为“否”，则对于所有厂站及其所属母线、设备都不会下发控制命令,厂站级别次之。如果厂站自动控制置为否，即使母线、主变分头或电容器处于可控状态，C也不对该厂站下发控制命令。母线控制级别再次之，如果某条母线遥控闭锁，与其相连的所有设备都会自动闭锁，C将不对相连设备下发控制命令。主变或电容器电抗器最低，若某一主变遥控闭锁，C不对该设备下发遥控指令，对该厂站其他设备可照常下发遥控指令。
4结束语
电压是电力系统电能质量的重要指标之一。C系统的投入使用，实施了有效的控制模式和控制策略,保障电能质量,提高输电效率,降低网损。C系统实现电网稳定运行和经济运行,使电网更加完善。
参考文献
陆安定.发电厂变电所及电力系统的无功功率[M].北京,中国电力出版社, 2003.
车前里,唐寅生.静止无功补偿装置的实用化技术与措施[J].电力设备, 2006, 1(7): 12-16.
[3]丘文千.电力系统电压与无功规划的综合优化方法[J].浙江电力, 2008(3): 1-5.
[4]贺东明.电压无功控制在地调主站端实现的方式[J].自动化与仪器仪表. 2007, 74(3).