电网自动电压控制（avc）

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1、电网自动电压控制（AVC）第一部分AVC基本原理第二部分AVC解决方案第三部分AVC省地协调1储能元件：电容器/电抗器2电磁能量转换：电动机3无功本身不产生能量消耗，但传输过程中引起有功/无功损耗4无功≠“无用之功”，无功优化目的是减少无功传输，而不是减少无功注入电力系统无功功率概念有功/无功/力率关系1无功电源＝负荷＋损耗2电压表征无功平衡水平（相对地，频率表征有功平衡水平）3无功不能远距离传输，最好各节点分散自治平衡电力系统无功平衡1发电机组无功出力：调节励磁，进相/迟相2分散的补偿装置：电容/电抗器3静止无功补偿器、调相

2、机4输电线路充电无功电力系统无功电源1感应电动机，约占65%2变压器损耗，约占20%3其他，约占15%4线路在重负荷时吸收无功（电抗消耗无功大于充电无功），轻负荷时输出无功（电抗消耗无功小于充电无功）电力系统无功负荷1调整发电机无功出力2投切电容器3投切电抗器4调整主变分接头(改变无功分布而不输出无功)5其他电力系统无功电压调节手段传统电压无功管理与控制方式人工分散控制，经验调节，典型方式如下：1、每季度对发电厂高压母线和变电站高压母线下达电压曲线和功率因数要求；2、运行人员严密监视电压，必要时手动调整无功设备以满足电压在合格

3、范围；3、对电压合格率达不到要求的电厂和供电公司罚一定数量的电量。传统电压无功管理与控制困难1、静态下达的电压曲线将不能适应日益复杂的动态潮流分布2、较难保证发电机组安全稳定水平所需的较好的电压水平3、无功和电压的就地分散控制不能满足保持系统足够的动态无功储备的要求4、无功电压的就地分散控制难以达到全网优化的目标5、无功电压控制调整的劳动强度大人工控制特殊难点1、电厂之间无功协调困难；2、厂站只注重母线电压控制，无功窜动大；3、电容器投切（早投晚切）不能和电网实际合理协调。AVC发展路线图法国分区分级控制全网离线分析OPF在线

4、离线变电站VQC基于九区图国内:AVC方兴未艾德国基于OPF19902001地调AVC省调AVCAGC变电站VQC基于九区图的变电站VQC装置及其软件优点：原理明晰简单可靠性较高不足：只能控制单个厂站全网协调性差国外AVC现状与发展以法国为代表的分区分级（三级）控制全局优化控制区域电压控制器1SVC-1电力设备的自动控制装置区域电压控制器iSVC-i区域电压控制器nSVC-n电力设备的自动控制装置电力设备的自动控制装置…………VrefVref一级控制二级控制三级控制优点：符合无功电压的区域性和分散性基本符合国内网-省-地-县调

5、的分级分区调度体系不足：硬的“物理分区”可能与软的“电气分区”不一致仅考虑发电机，未考虑负荷侧OLTC及电容器配合三级控制OPF的可用性不强国内AVC系统发展特点自底向上，由变电站→地调→省调随着自动化通信技术发展，经历了一个单站、区域、全网的发展过程，也是一个简单到复杂的过程国内电网AVC现状国内AVC系统理论研究上跟踪国外最新进展，技术水平与国际先进保持同步。但是必须清醒地认识到，与国外较为成熟的AVC系统相比，我国全网AVC闭环控制工程应用仍然处于起步阶段，应更加注重提高实用性，使先进算法研究与具体工程实际相结合，提高应

6、用水平，取得类似AGC闭环控制的良好实际运行效果。三级电压控制模式“软”三级电压控制模式两级电压控制模式电压控制模式二级控制变电站监控系统跟踪i分区中枢母线电压一级控制电压无功优化跟踪j分区中枢母线电压三级控制AVC主站分钟级秒级小时级电厂AVC装置电厂AVC装置变电站监控系统二级电压控制器二级电压控制器三级电压控制模式计算机硬件水平通讯条件量测质量状态估计算法电压无功优化算法历史的产物!!!三级电压控制模式诞生的背景二级控制变电站监控系统跟踪i分区中枢母线电压地调AVC系统一级控制电压无功优化跟踪j分区中枢母线电压三级控制省

7、调AVC主站分钟级秒级小时级电厂AVC装置变电站监控系统“软”三级电压控制模式对三级电压控制模式进行改进，将硬分区改为软分区。三级控制为二级控制提供中枢母线电压定值。二级控制采用二次规划模型跟踪中枢母线电压定值。目的：削弱对状态估计及无功优化算法的依赖性。由分区算法辅助进行软分区。“软”三级控制模式的基本思路三级优化目标与二级控制目标不一致，导致优化结果经二级控制执行时发生偏移，经济性差。三级优化的周期长，需对电压带宽进行较大压缩方有可能使中枢母线电压定值维持长期有效性。中枢点一般应位于分区中心或附近，但容易越限的点则一般位于

8、电网的末梢，维持中枢点电压基本不变即可维持电网的电压品质是让人怀疑的。在100%时间里采用妥协的控制方法。“软”三级控制模式存在的主要问题二级控制机组励磁系统电容器电抗器主变分接头变电站监控系统电厂AVC装置电压无功优化一级控制省调AVC主站分钟级秒级地调AVC系统电容器电抗