寧波電網(wǎng)區(qū)域無功電壓控制系統(tǒng)的完善

周 行

（國網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司，浙江 寧波315012）

0 引言

無功電壓控制發(fā)展始于20世紀60年代全網(wǎng)最優(yōu)潮流離線仿真計算［1］。法國在20世紀90年代實現(xiàn)了全網(wǎng)三級電壓控制，基于三級控制思想，在廠站通過自動裝置實現(xiàn)一級控制，在全網(wǎng)實現(xiàn)全局優(yōu)化控制。在我國省一級電網(wǎng)中基本是按照這種方式實現(xiàn)全網(wǎng)分級分區(qū)電壓無功控制［2］。寧波電網(wǎng)屬于分區(qū)電壓無功控制，2010年以后寧波電網(wǎng)區(qū)域無功電壓控制（AVC）系統(tǒng)便投入了正式的閉環(huán)運行。雖然閉環(huán)運行有著諸多優(yōu)點，但同時也存在著不少問題，隨著對電網(wǎng)運行要求的不斷提高，完善AVC系統(tǒng)迫在眉睫。

1 運行現(xiàn)狀

1.1 對區(qū)域無功電壓控制系統(tǒng)要求高

寧波電網(wǎng)2010年調(diào)控一體化的實現(xiàn)，使得調(diào)度與運行監(jiān)控2個專業(yè)更好地融合在一起，能夠有效地對整個寧波電網(wǎng)進行調(diào)控，全局性更廣，及時性更強。這就要求區(qū)域無功電壓控制系統(tǒng)的控制策略能夠準確及時滿足整個寧波電網(wǎng)的運行要求。

1.2 區(qū)域無功電壓控制系統(tǒng)可用性和準確性存在問題

由于AVC系統(tǒng)中的遙測、遙信等數(shù)據(jù)來源于SCADA系統(tǒng)，因此，SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準確性對于AVC系統(tǒng)的計算、策略、控制都有著非常重要的影響。在實際運行過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)AVC無法對某個設備進行控制，經(jīng)核查發(fā)現(xiàn)是該設備SCADA遙測量出現(xiàn)錯誤所導致。如某電容器開關處于熱備用狀態(tài)，實際電流值為0，但其遙測電流數(shù)據(jù)卻仍然顯示為152A，這時，AVC系統(tǒng)會判斷這個電容器存在故障，并把它排除在控制范圍之外。由此可見，該系統(tǒng)的可用性與可靠性還存在一定的問題。

1.3 系統(tǒng)維護方法和展示方式存在不足

AVC系統(tǒng)的維護對于維護人員來說是一件非常耗時耗力的工作。例如：一個新變電站要納入AVC閉環(huán)運行，必須進行相應的參數(shù)錄入、AVC建模、圖形制作、閉環(huán)調(diào)試等工作，以驗證AVC系統(tǒng)對其控制的正確性，這需要耗費大量的時間與精力。為此，我們還對幾個變電站相應的調(diào)試時間進行了統(tǒng)計，如表1所示（統(tǒng)計時間：2013年7月13日）。

另外，展示界面不夠人性化和友好。如調(diào)控人員需要通過觀察“調(diào)壓命令表”對未能及時通過AVC進行控制的設備進行人工干預，但“調(diào)壓命令表”中的調(diào)壓命令太多，很多只是涉及開環(huán)運行的變電站（此類信息給調(diào)控人員以提示），且刷新極快，調(diào)控人員無法及時捕捉到信息。為此，我們還對某些天“調(diào)壓命令表”中出現(xiàn)的命令條數(shù)進行了統(tǒng)計。一天的命令條數(shù)基本都是上萬。

表1 變電站AVC調(diào)試時間 單位：min

2 完善無功電壓控制系統(tǒng)的措施

2.1 查找SCADA系統(tǒng)中的錯誤數(shù)據(jù)并及時處理

經(jīng)過多方的學習參考，我們主要總結了3個方案。方案1：由維護人員逐一對每個變電站內(nèi)的遙信、遙測等數(shù)據(jù)進行核對和處理。方案2：在AVC系統(tǒng)過濾SCADA數(shù)據(jù)過程中將其過濾的數(shù)據(jù)通過列表形式給出，維護人員根據(jù)告警進行相應處理。方案3：另設計程序，單獨對SCADA系統(tǒng)中的錯誤數(shù)據(jù)進行甄別，再由維護人員進行處理。對于方案1：逐個廠站進行排查可以發(fā)現(xiàn)所有錯誤數(shù)據(jù)并保證系統(tǒng)安全運行，但員工工作量大，若出現(xiàn)新的錯誤數(shù)據(jù)不能及時發(fā)現(xiàn)。對于方案2：能夠及時準確了解SCADA錯誤數(shù)據(jù)，相對于方案1可以減少不少人力，系統(tǒng)安全性上也不存在隱患。對于方案3：能夠及時準確了解SCADA錯誤數(shù)據(jù)，但需另外設計程序，設計過程費時費力，而且需要進行驗證，不能在短時間內(nèi)實施，并且軟件對于系統(tǒng)的安全性有待考證。為了盡量減少人力、物力開支并兼顧系統(tǒng)的安全運行，綜合以上分析，方案2最佳。

2.2 縮短變電站AVC調(diào)試時間

由于AVC調(diào)試時間過長，給系統(tǒng)安全運行埋下了隱患，那么如何縮短時間，我們初步給出了3個方案。方案1：加快參數(shù)錄入、圖形制作等工作速率，盡量縮短時間。方案2：在保證正確性的基礎上簡化AVC閉環(huán)調(diào)試步驟，跳過AVC動作所需條件，直接進行閉環(huán)調(diào)試。方案3：跳過AVC閉環(huán)調(diào)試環(huán)節(jié)，人工確認數(shù)據(jù)庫中信息的正確性。從可實施性、經(jīng)濟性、安全性3個方面對以上方案進行比較：方案1雖然能縮短時間，但縮短的時間不能達到要求，需要維護人員進一步提高工作效率，不經(jīng)濟且效果不明顯，同時維護人員工作時間縮短存在安全隱患。方案2能夠大大縮短AVC閉環(huán)調(diào)試時間，同時兼顧經(jīng)濟性與安全性。方案3能夠直接省去AVC閉環(huán)調(diào)試環(huán)節(jié)，節(jié)省更多時間，但存在安全隱患。

我們可以從表1中看出，每個變電站的AVC閉環(huán)測試時間均占總用時的將近一半，如果能大大縮短這段時間，達到目標的可能性就很大。從經(jīng)濟性考慮，應盡量使維護人員保持正常的工作節(jié)奏；從安全性考慮，AVC系統(tǒng)必須安全可靠，不允許存在安全隱患。所以方案2成為首選。

2.3 減少“調(diào)壓命令表”界面累計的記錄數(shù)

“調(diào)壓命令表”累計條數(shù)過多，給工作人員帶來了巨大的工作量，降低了員工的工作效率，因此減少累計調(diào)壓命令記錄數(shù)可以大大提高系統(tǒng)的運行效率。我們給出了3個實現(xiàn)方案。方案1：修改程序，降低AVC系統(tǒng)計算速率，減少調(diào)壓命令。方案2：在列表條件中加入判據(jù)“變電站是否閉環(huán)”，列出閉環(huán)變電站的調(diào)壓命令。方案3：重新進行AVC建模，只包含已投入閉環(huán)運行的變電站。方案1需要修改程序，雖然能達到目標，但犧牲了AVC的及時性，同時存在安全隱患。方案2能滿足要求并兼顧經(jīng)濟與安全性。方案3需要重新建模，雖然能滿足要求，但犧牲了AVC的全局性和完整性，同時重建工作量巨大而且缺乏安全可靠性。

要將累計調(diào)壓命令記錄數(shù)從原來的近萬條減少至近千條，可從3個方面考慮?？蓪嵤┬裕喝叨寄軡M足要求；經(jīng)濟性：方案1和方案3都需要對程序和數(shù)學模型進行更改，不經(jīng)濟；安全性：方案1需要修改程序，會給AVC運行帶來風險，方案3需要重新建立數(shù)學模型，更改整個AVC的架構，是不可行的。綜上所述，我們選擇了方案2。

3 方案實施

在確定好方案后，我們分別從3方面進行了實踐操作：（1）使AVC系統(tǒng)在過濾數(shù)據(jù)過程中的告警信息可見，并在圖形列表中列出來，在選擇列表過程中，將“廠站ID號”、“告警設備ID號”、“告警名稱”、“閉鎖狀態(tài)”、“閉鎖類型”、“動作時間”等作為所關聯(lián)的域名列出。（2）通過內(nèi)部設置，使得AVC閉環(huán)調(diào)試時不需要滿足所有判據(jù)，直接彈出調(diào)試窗口進行調(diào)試，同時修改右鍵菜單功能，使其具備調(diào)用閉環(huán)測試工具的功能。（3）在內(nèi)部設置中加入判據(jù)“變電站是否閉環(huán)”作為列表條件，并在圖形列表中列出，所列出的記錄都是在加入“變電站是否閉環(huán)”的判據(jù)后AVC系統(tǒng)所發(fā)出的調(diào)壓命令。

4 結語

實施以上3個方案可以準確地在SCADA系統(tǒng)中找到相應缺陷，并及時處理，變電站AVC調(diào)試時間縮短為近60min，“調(diào)壓命令表”界面中一天累計的記錄數(shù)縮短至近2 000條，大大提高了整個寧波電網(wǎng)的運行水平，降低了員工的工作強度，具有很好的間接經(jīng)濟效益。

［1］張勇軍，任震.無功電壓動態(tài)控制的分布式協(xié)同優(yōu)化［J］.中國電機工程學報，2004（4）

［2］郭慶來，孫宏斌，張伯明，等.協(xié)調(diào)二級電壓控制的研究［J］.電力系統(tǒng)自動化，2005（3）