安徽电网AVC实践

1、 安徽电力调度通信中心 2005年7月安徽电网安徽电网AVCAVC研制与实践研制与实践 第一部分第一部分 安徽电网安徽电网AVC研制过程研制过程 第第二二部分部分 安徽电网安徽电网AVC技术方案技术方案 第第三三部分部分 安徽电网安徽电网AVC运行效果分析运行效果分析 第一部分第一部分 安徽电网安徽电网AVC研制过程研制过程 一、一、 1 1、每季度对发电厂高压母线和变电站高压、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；母线下达电压曲线和功率因数要求； 3 3、省调根据、省调根据SCADASCADA系统记录的厂站电压系统记录的厂站电压母线数据，统计其合格率母线数据，统计

2、其合格率 （每十五分钟（每十五分钟一点）。一点）。4 4、对电压合格率达不到要求的电厂和供、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电公司罚一定数量的电量2 2、运行人员严密监视电压，必要时手动调、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范围；整无功设备以满足电压在合格范围； 二、二、 1、2、3、4、5、三、安徽电网无功电压人工调整难点三、安徽电网无功电压人工调整难点1 1、坑口电厂集中，电厂之间无功协调困难；、坑口电厂集中，电厂之间无功协调困难；2 2、厂站只注重母线电压控制，无功窜动大；、厂站只注重母线电压控制，无功窜动大；3 3、电容器投切不能和电网实

3、际合理协调。、电容器投切不能和电网实际合理协调。四、安徽电网实施四、安徽电网实施AVCAVC起因起因20002000年年4 4月电网发生低频震荡事故月电网发生低频震荡事故安徽电网相对于华东电网发生安徽电网相对于华东电网发生3 3分钟低频震荡事分钟低频震荡事故。震荡幅度最大的是故。震荡幅度最大的是500KV500KV平圩电厂。平圩电厂。#1#1机组机组有功变动范围从有功变动范围从720MW-0,720MW-0,震荡前有功震荡前有功400MW400MW，无，无功为功为-100MVAR-100MVAR。相邻的洛河电厂（。相邻的洛河电厂（10KM10KM）通过）通过500KV500KV线路向平圩电厂输

4、送无功潮流线路向平圩电厂输送无功潮流200MVAR200MVAR，有功则平圩向洛河输送有功则平圩向洛河输送500MW500MW。分析结果：平圩洛河电厂无功分配不合理可能是分析结果：平圩洛河电厂无功分配不合理可能是导致安徽电网低频震荡的诱因之一。导致安徽电网低频震荡的诱因之一。四、安徽电网实施四、安徽电网实施AVCAVC起因起因针对机组无功分配不合理现象，安徽省调下发了针对机组无功分配不合理现象，安徽省调下发了安徽电网机组进相运行管理办法安徽电网机组进相运行管理办法，让调度和，让调度和电厂运行人员协调机组无功分配，效果不理想。电厂运行人员协调机组无功分配，效果不理想。AGCAGC良好效果促使安徽

5、电网通过调度自动化系统良好效果促使安徽电网通过调度自动化系统首先对发电机组进行自动无功控制，也即首先对发电机组进行自动无功控制，也即AVCAVC。五、五、 安徽电网安徽电网1、2、3、4、六、六、 安徽电网安徽电网1、2、3、4、5、6、7、 第第二二部分部分 安徽电网安徽电网AVC技术方案技术方案 一、无功电压优化计算的难点一、无功电压优化计算的难点 1 1、电力系统无功电压具有复杂性、非线性、电力系统无功电压具有复杂性、非线性、不精确性及实时性特点不精确性及实时性特点 2 2、无功优化问题是一个多目标、多变量、多约、无功优化问题是一个多目标、多变量、多约 束的混合非线性规划问题束的混合非线

6、性规划问题 3 3、传统的数学模型精确描述无功电压特性、传统的数学模型精确描述无功电压特性 4 4、计算所依赖基础数据的准确性难以可靠保证、计算所依赖基础数据的准确性难以可靠保证二、发电机向电网功率输出极限 ： dXUEP0maxE0发电机空载电势U 发电机机端电压Xd发电机电抗三、输电线路损耗 RUQPRIP*2222XUQPXIQ*2222 减少线路损耗方法：减小线路电流（ （1） 提高线路电压； （2） 减少功率流动，特别是长线路； 四、无功电压优化运行的一般原则四、无功电压优化运行的一般原则1 1、在留足事故紧急备用的前提下，尽可使、在留足事故紧急备用的前提下，尽可使 系统中的各点电压

7、运行于允许的高水平；系统中的各点电压运行于允许的高水平；2 2、无功功率尽量做到分区分层平衡、无功功率尽量做到分区分层平衡 。五、提高电压节能效益五、提高电压节能效益 提 高 电 压（）123456降 低 网 损（）23.85.77.59.311.2六、功率因数补偿节能效益表六、功率因数补偿节能效益表 补偿前功率因数0.60.650.70.750.80.850.9补偿后功率因数 0.95降低网损（）60534638292010七、无功电压调节的分类七、无功电压调节的分类 1 1、一次调节、一次调节 毫秒毫秒秒秒 发电机组发电机组AVRAVR自动自动调节，快速响应系统电压变化（类似一次调频）；调

8、节，快速响应系统电压变化（类似一次调频）；2 2、二次调节、二次调节 数十秒数十秒55分钟分钟 由发电机由发电机组吸收和发出的无功功率，使区域内电压合格组吸收和发出的无功功率，使区域内电压合格 （类似（类似AGCAGC）；）； 3 3、三次调节、三次调节 1010分钟分钟1515分钟分钟 系统电压和系统电压和无功分布全面协调，控制发电机、电容器、电抗无功分布全面协调，控制发电机、电容器、电抗器和变压器分接头，使电网在安全和经济状态下器和变压器分接头，使电网在安全和经济状态下运行运行 （类似经济调度）。（类似经济调度）。八、国内外无功电压调节现状八、国内外无功电压调节现状 1 1、绝大部分电网处

9、于手动调节状态，只处于手、绝大部分电网处于手动调节状态，只处于手动二次调节状态动二次调节状态2 2、法国、意大利电网上个世纪八九十年代逐步、法国、意大利电网上个世纪八九十年代逐步在高压输电网实现了基于手动分区的电压二次自在高压输电网实现了基于手动分区的电压二次自动控制（动控制（SVC)SVC)。 3 3、20002000年以来，法国、意大利电网完善年以来，法国、意大利电网完善SVC,SVC,推推出出CSVCCSVC 4 4、20002000年以来，国内开始研究无功电压自动控年以来，国内开始研究无功电压自动控制，主要应用在配电网，制，主要应用在配电网，0303年开始有高压输电网年开始有高压输电网

10、进行电压自动控制试点。（安徽、福建、湖南）进行电压自动控制试点。（安徽、福建、湖南）九、人工智能技术在无功电压自动控制九、人工智能技术在无功电压自动控制 应用可行性应用可行性 1 1、可以引入专家的经验知识、可以引入专家的经验知识 2 2、能够处理不确定性的问题、能够处理不确定性的问题 3 3、具有自学习和获取知识的功能、具有自学习和获取知识的功能 4 4、适于处理非线性问题、适于处理非线性问题 人工智能技术特点：人工智能技术特点：十、多智能体技术应用于电网电压自动控十、多智能体技术应用于电网电压自动控 制系统总体考虑制系统总体考虑 电力系统中的电压控制器是按地域分散配置的，发电机自动电压调节

11、器(AVR)、无功电容器、低压电抗器、变压器分头以及其它控制器作为执行Agent，各Agent 一方面根据自身的环境信息(如电压、有功、无功等)自主完成其特定的调节任务，另一方面可接受其他Agent的任务请求和反馈任务执行信息，整个多Agent系统共同的目标是维持区域内的电压水平和无功平衡，从而较好地解决电压协调控制问题。十一、基于多智能体技术协调控制安徽电十一、基于多智能体技术协调控制安徽电网自动电压控制系统（网自动电压控制系统（AVC)AVC)总体方案总体方案安徽主网AVC系统（上级智能体系统）通过协调控制发电机组无功功率和电抗器，结合地区供电公司电网AVC控制系统（下级智能体系统），以实

12、现系统稳定运行、全网厂站母线电压在合格范围内，合理协调大机组无功出力分配，同时尽可能使无功就地平衡，减少网损。 十二、机组无功控制原则十二、机组无功控制原则1 1、保证机端电压满足机组厂用电及变压器运行要求保证机端电压满足机组厂用电及变压器运行要求 2 2、保证无功功率满足机组保证无功功率满足机组P-QP-Q曲线要求曲线要求 3 3、保证高压母线电压满足要求；保证高压母线电压满足要求； 4 4、维持机组无功分配均衡；维持机组无功分配均衡； 5 5、维持区域无功尽量平衡；维持区域无功尽量平衡； 十三、电厂十三、电厂AVCAVC控制方式控制方式1 1、主站主站AVCAVC软件控制到单台机组软件控制

13、到单台机组 2 2、每台机组加装一台、每台机组加装一台YCYC型无功调节装置型无功调节装置 3 3、无功调节装置通过比较机组实际无功和省调下发无、无功调节装置通过比较机组实际无功和省调下发无功指令，脉冲方式改变机组机端电压给定值功指令，脉冲方式改变机组机端电压给定值 4 4、机组、机组AVRAVR调节机组励磁电流改变机组无功功率输出，调节机组励磁电流改变机组无功功率输出，直至机组出口电压达到设定值。直至机组出口电压达到设定值。 十四、机组十四、机组AVCAVC命令方式命令方式1 1、采用无功设点值方式，是采用无功设点值方式，是5MVAR5MVAR的整数倍，周期一的整数倍，周期一般为般为1 15

14、 5分钟。分钟。 2 2、下发机组无功指令的同时，同时还下发主站、下发机组无功指令的同时，同时还下发主站采集到的机组其它实时信息，如机组实际有功、采集到的机组其它实时信息，如机组实际有功、无功、机端电压，电厂母线电压，由电厂当地功无功、机端电压，电厂母线电压，由电厂当地功能进行比较，正常后才转发给无功调节装置，否能进行比较，正常后才转发给无功调节装置，否则将发通讯中断信号给无功调节装置。则将发通讯中断信号给无功调节装置。十五、发电机组控制环示意图十五、发电机组控制环示意图 十六、十六、省调和地调省调和地调AVCAVC协调策略协调策略 3 3、省调、省调AVCAVC对地调对地调AVCAVC下发下

15、发220KV220KV变电所无功目标指令；变电所无功目标指令； 2 2、正常情况下维持变电所、正常情况下维持变电所220KV220KV主变无功负荷，尽量主变无功负荷，尽量维持无功就地平衡；维持无功就地平衡；220KV220KV电网电压越限且电厂失去调电网电压越限且电厂失去调节能力情况下，牺牲无功平衡参与电网调压；节能力情况下，牺牲无功平衡参与电网调压； 4 4、地调、地调AVCAVC控制主变所带电网的电容器和变压器分接控制主变所带电网的电容器和变压器分接头调整在不违反约束的条件下满足上级要求。头调整在不违反约束的条件下满足上级要求。 1 1 、地调、地调AVCAVC要将每个要将每个220KV2

16、20KV变电所属电网可投变电所属电网可投/ /切电容切电容器容量上传省调；器容量上传省调；十七十七、安徽电网、安徽电网AVCAVC系统构成系统构成机组励磁机组励磁系统（系统（AVR）一次调节一次调节省调省调AVCAVC系统系统发电机无功发电机无功调节装置调节装置二次调节二次调节 地调地调AVCAVC 系统系统 电容器投退、电容器投退、主变分接头调节主变分接头调节500kV500kV变电站变电站监控系统监控系统电抗器投退电抗器投退三次调节三次调节3131台机组台机组7373个个220KV220KV变变电所以及其所电所以及其所供压地区电网供压地区电网四个厂站的四个厂站的2121台电抗器台电抗器 第

17、第三三部分部分 安徽电网安徽电网AVC运行效果分析运行效果分析 一、安徽电网一、安徽电网AVCAVC运行过程简介运行过程简介1 1、20032003年元月年元月2828日淮北二厂日淮北二厂#1#1机组进行机组进行 首台首台AVCAVC机组系统联调机组系统联调 ；2 2、20032003年年4 4月月2 2日淮北二电厂投入日淮北二电厂投入AVCAVC系统系统运行；运行； 3 3、20032003年年9 9月月2626日省调和六安供电局日省调和六安供电局AVC AVC 闭环运行。闭环运行。 4 4、20052005年年3 3月通过安徽省科技厅组织的月通过安徽省科技厅组织的科技鉴定。科技鉴定。 二、

18、二、AVCAVC 1 1） 2 2） 3 3） 4 4） 5 5） 6 6） 7 7）AVC电厂220KV母线电压曲线非AVC电厂4月24日220KV母线电压曲线淮北二厂AVC投运前后220KV母线电压变化曲线2242262282302322342362381132537 4961 7385 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205 217 229 241 253 265 277 289AVC投运前AVC投运后各时段电压曲线上限各时段电压曲线下限AVC投运前：投运前： 时段时段 最高电压最高电压 最低电压最低电压 差值差值 %低谷低谷 1：005：00 23

19、2.06 230.6 1.46 0.66早高峰早高峰 8：0011：30 233.97 232.72 1.25 0.57轻负荷轻负荷 11：3018：00 233.24 231.46 1.78 0.81晚高峰晚高峰 18：3022：00 235.62 234.5 1.12 0.51AVCAVC投运后：投运后： 时段时段 最高电压最高电压 最低电压最低电压 差值差值 % %低谷低谷 1 1：00005 5：00 232.12 231.86 0.26 0.1200 232.12 231.86 0.26 0.12早高峰早高峰 8 8：00001111：30 235.69 235.36 0.33 0.1530 235.69 235.36 0.33 0.15轻负荷轻负荷 1111：30301818：00 233.77 233.31 0.46 0.2100 233.77 233.31