220 kV變電站AVC自動無功補償系統(tǒng)的改造

馬鶴年

(國網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 200122)

220 kV變電站AVC自動無功補償系統(tǒng)的改造

馬鶴年

(國網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 200122)

重點闡述了AVC實施改造的原理、過程及模擬運行的效果，介紹了某電力公司在220 kV變電站原有微機“五防”系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對無功設(shè)備進行硬件改造和軟件升級，從而實現(xiàn)主站(市調(diào))AVC自動無功補償系統(tǒng)的自動投退功能的實施經(jīng)驗，有效提升了電網(wǎng)運行能力和自動化水平。

自動電壓控制；自動無功補償；“五防”系統(tǒng)；遙控閉鎖裝置

0 引言

某電力公司裝設(shè)有獨立微機“五防”系統(tǒng)的變電站共107座，其中79座裝設(shè)有遙控閉鎖裝置。在設(shè)備運行狀態(tài)下，遙控閉鎖繼電器處于閉鎖狀態(tài)，通過與自動化總控單元的通信規(guī)約，實現(xiàn)了遠程操作過程中的軟件閉鎖功能。為適應(yīng)智能電網(wǎng)快速發(fā)展的新形勢，深化推進國家電網(wǎng)公司發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，按照“變革組織架構(gòu)、創(chuàng)新管理方式、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程”的總體要求，上海電網(wǎng)將變電站AVC(自動電壓控制)功能建設(shè)當(dāng)成一項重要的戰(zhàn)略任務(wù)。

要實施AVC無功自動補償，需要對變電站的電容器/電抗器回路進行遠程自動遙控，在防誤閉鎖系統(tǒng)中增加AVC系統(tǒng)的投退功能。在AVC功能投入后，相關(guān)電容器/電抗器部分的軟、硬件閉鎖全部自動解除，允許遠程自動控制。在閉鎖解除后，防誤閉鎖系統(tǒng)會禁止模擬和操作與AVC系統(tǒng)有關(guān)的回路設(shè)備及關(guān)聯(lián)設(shè)備，從而保證設(shè)備操作權(quán)的唯一性和安全性。新的AVC控制策略經(jīng)運維人員現(xiàn)場檢查驗收，對站內(nèi)原有“五防”功能和閉鎖邏輯不產(chǎn)生任何影響。

1 AVC方案實現(xiàn)過程

受控站每個電容器/電抗器回路各配置1個AVC功能投退開關(guān)，安裝于模擬屏或微機“五防”主機界面上，由現(xiàn)場運維人員通過受控站或遠程中心站的微機“五防”閉鎖系統(tǒng)控制投退。

(1) 模擬屏按鈕操作。分別按下1-N號電容器/電抗器AVC投入按鈕，漢顯板顯示“1-N號電容器/電抗器AVC投運”，然后將AVC的ID鑰匙插入鎖孔，即完成投入。AVC退出與之操作相同。

(2) 微機“五防”主機按鈕操作。在界面上分別對1-N號電容器/電抗器AVC投入按鈕點擊右鍵，在彈出的菜單中選擇“AVC投運”。AVC退出與之操作相同，選擇“AVC退出”菜單即完成。

(3) AVC流程框結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

2 AVC拓撲原理

在模擬屏上1-N號電容器/電抗器AVC投入按鈕。通過“五防”主板與閉鎖控制器主機通信(遙控閉鎖主從規(guī)約)，由主機發(fā)送給AVC閉鎖控制器命令，同時也發(fā)送給中心站“五防”服務(wù)器，再由服務(wù)器的實時數(shù)據(jù)庫同步到中心站“五防”主機和市調(diào)的“五防”工作站。

AVC控制器首先通過RS485串口通信(遙控閉鎖編碼規(guī)約)對1-N號電容器/電抗器閉鎖繼電器進行合/分解鎖，其次通過編碼地址通信對1-N號電容器/電抗器信號繼電器實施動作告警(當(dāng)AVC投入時，點亮繼電器指示燈；當(dāng)AVC退出時，熄滅繼電器指示燈)，發(fā)送給自動化監(jiān)控系統(tǒng)，完成向當(dāng)?shù)睾笈_、中心站監(jiān)控、市調(diào)D5000監(jiān)控系統(tǒng)傳輸1-N號電容器/電抗器“五防”AVC投入/退出信號。同時“五防”主板通過CDT規(guī)約向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送1-N號電容器解鎖報文。當(dāng)遙控閉鎖屏或35 kV開關(guān)柜上的1-N號電容器/電抗器閉鎖繼電器解鎖時，合/分燈常亮；監(jiān)控系統(tǒng)后臺1-N號電容器/電抗器AVC投入信號動作（紅燈為投入，綠燈為退出）時，本站無功設(shè)備開關(guān)的遙控權(quán)轉(zhuǎn)移給AVC主站系統(tǒng)（市調(diào)調(diào)控處）。AVC拓撲原理如圖2所示。

圖1 AVC拓撲原理

3 AVC功能分析

3.1 邏輯判斷功能

AVC無功補償啟動按鈕邏輯關(guān)系與對應(yīng)間隔上下隔離刀閘相關(guān)聯(lián)，僅在上下隔離刀閘處于合閘狀態(tài)時允許投入(即熱備狀態(tài)或運行態(tài)允許投退)，如有任何地線投入或者隔離刀閘分開的情況，均不能啟動AVC功能。

當(dāng)需要AVC投運時，按下模擬屏或微機“五防”電腦上的“×××AVC投運”按鈕，系統(tǒng)進行該電容器/電抗器的投運邏輯判斷。若斷路器處于熱備用狀態(tài)，其對應(yīng)AVC遙控閉鎖繼電器接點吸合，解鎖命令下發(fā)至AVC硬接點繼電器，使繼電器導(dǎo)通，解鎖電容器/電抗器的監(jiān)控閉鎖點，控制權(quán)轉(zhuǎn)移至自動化監(jiān)控后臺，若邏輯不正確(即系統(tǒng)認為斷路器處于非熱備狀態(tài))，則報錯：“檢查×××設(shè)備狀態(tài)”(該設(shè)備與AVC投運條件狀態(tài)不符)，和“設(shè)備狀態(tài)不符，×××AVC不能投運?！?/p>

3.2 AVC投運并行多任務(wù)閉鎖功能

AVC投運時，將投運的電容器/電抗器間隔進行多任務(wù)閉鎖，即本間隔不允許其他設(shè)備“五防”模擬操作，保證操作的安全性和唯一性。如若違反操作，進行模擬預(yù)演，則系統(tǒng)提示“AVC設(shè)備已投運，禁止操作！”。

3.3 設(shè)備唯一操作權(quán)功能

當(dāng)某間隔電容器/電抗器設(shè)備AVC無功補償功能啟動時，受控站向中心站和市調(diào)調(diào)控處釋放該電容器間隔的控制權(quán)，在中心站、受控站和調(diào)控處的“五防”系統(tǒng)上都不能對該間隔的設(shè)備進行模擬。當(dāng)某間隔電容器/電抗器退出AVC功能時，受控站收回中心站和市調(diào)調(diào)控的控制權(quán)，轉(zhuǎn)為“五防”閉鎖狀態(tài)，此時所有控制輸出均需經(jīng)過“五防”預(yù)演(AVC控制功能失效)。

3.4 中心站狀態(tài)同步功能

AVC無功補償功能的啟動控制權(quán)，由受控站運維人員通過就地或者中心站微機“五防”集中閉鎖系統(tǒng)控制，調(diào)控處微機“五防”延伸系統(tǒng)只有瀏覽功能，不允許操作該投退開關(guān)。

4 AVC正常投入模擬操作

選取1號電容器，AVC正常投入操作。設(shè)置1號電容器均為熱備用狀態(tài)或運行狀態(tài)，依次按下1號電容器AVC投入開關(guān)，向AVC遙控閉鎖控制器發(fā)出控制信號，其對應(yīng)AVC遙控閉鎖繼電器接點吸合，AVC硬接點繼電器導(dǎo)通。同時“五防”主機向監(jiān)控后臺發(fā)送解鎖報文(CDT規(guī)約)，遙控閉鎖繼電器接點閉合(點亮繼電器指示燈)，解鎖1號電容器設(shè)備。此時，后臺監(jiān)控系統(tǒng)界面顯示1號電容器AVC投運，調(diào)控處AVC主站系統(tǒng)依據(jù)整定參數(shù)和信號閉鎖條件，通過D5000監(jiān)控系統(tǒng)自動對1號電容器開關(guān)控制合閘。

圖2 AVC拓撲原理

5 結(jié)束語

通過對受控站微機“五防”系統(tǒng)進行升級改造，上海市調(diào)控處AVC主站系統(tǒng)通過軟件優(yōu)化計算后，對各分區(qū)變電站內(nèi)電壓、無功設(shè)備進行自動操作，最終實現(xiàn)電壓和無功的最優(yōu)控制，從而提升駕馭大電網(wǎng)運行能力，提升大范圍資源優(yōu)化配置能力，提高無功控制的自動化水平。

2016-06-18。

馬鶴年(1962-)，男，工程師，主要從事電力系統(tǒng)監(jiān)控自動化等工作，email：13918658171@139.com。