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自動電壓控制系統在南昌電網的應用及研究

來源: www.dcfrg.com.cn 作者:lgg 發布時間:2017-06-17 論文字數:38569字
論文編號: sb2017061121483416618 論文語言:中文 論文類型:碩士畢業論文
本文是電氣自動化論文,此文綜述了南昌電網自動電壓控制系統的建設基礎,提出了自動電壓控制系統的調節形式、調節方案,達成了南昌電網自動電壓控制系統的構建及運用的研判。
第 1 章  緒  論 
 
1.1  課題背景與研究意義 
隨著南昌電網規模日益擴大,長距離輸電線路越來越多,使得南昌電網無功電壓調節難度增大。從目前江西電網無功電壓控制的發展來看,無功電壓控制模式正由倚靠人工經驗控制轉為智能自動化控制,由單機、分散式控制轉為集中、網絡分布式控制。 目前,南昌電網的電壓及無功調節基本上是通過值班人員根據經驗判斷電網運行情況,并下達操作命令來實現,一般是不同季節,每日分為不同的幾個典型時間進行粗略的控制。由于所轄廠站眾多,調節工作量大,調節效果不理想,電壓合格率、功率因數合格率相對較低,線損率偏高,進一步提高電壓合格率、功率因數合格率及降低線損率均遇到障礙。 AVC 運用 E8000 系統傳輸的即時信息,在保障每個監測點電壓達標、省網關口功率達標的基礎上,站在全網的高度,進行電壓無功優化控制,達成了無功的劃分階層的最優化配置,針對性的調節分接開關控制頻率、電容器投切頻率最低、輸電線損最低及電壓合格率最優的綜合改善要求。AVC 經過以全網改善為目標的調節策略處置后形成了有載調壓變壓器分接開關控制、無功補償設施投切的調節命令,轉發監控自動化系統后執行,進而達成了對電網里每個變電所的電壓調節設備及無功補償設施的統一管控、分層調節,完成了整網電壓無功的閉環調節。 伴隨電網的深入變革、用電品質的日益提高,僅僅依靠監控員憑經驗對電網運行情況進行判斷并下達控制命令來實現電壓無功控制的方式已經不能滿足當前的需求。南昌電網亟需建設 AVC 系統來解決上述問題。  
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1.2  國內外研究情況 
現在,全球范圍內的自動電壓調節模式通常分成兩類:1、兩級電壓調節:調控中心集中部署,把調節指令直接下達至有關終端,實現整體的電壓調節。采用此形式的有德國的 RWE 電力公司等企業。優勢是構成不再繁瑣,便于達成;劣勢是過度依賴電能量管理系統的高精應用功能,穩定性得不到保障。2、三級電壓調節:以控制全網為目標進行統一決策;二級區域控制中心以盡可能完成調控中心下達的調節策略為任務,在此基礎上,參考分區無功實時存儲和平衡,只采集一定地域內的遙測信息作為策略的錄入數據,以區域為最小模塊實現電壓閉環調節;一級電壓調節裝置設在變電站內,實施二級區域下達的調節指令,完成電壓控制的過程。采用此方式的有法國的 EDF、意大利電力、我國的浙江電力等。優勢是對電能量管理系統的高精應用功能不再過度依賴,運轉穩定性好,并且保障平臺的可靠性和穩定性;劣勢是相對于直接電壓調節,其結構較冗繁[1]。下面就代表上述兩種控制模式典型自動電壓控制系統作簡要對比。
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第 2 章  南昌電網無功優化控制原理 
 
2.1 三級電壓控制模式 
法國 EDF 提出的三級電壓控制模式擁有較好的控制效果,運用相對普遍,可因為中國電網構建速度驚人,網架構成也就難免在變化中生存,而三級電壓控制模式的區域劃分屬于“硬分區”模式,不易滿足電網的轉變。所以,清華大學指出了以“軟分區”為前提的三級電壓調節形式,此形式已在中國網、省級電網中得到廣泛應用,并成功推廣到北美 PJM 電網的電壓控制中。由于地區電網本身具有 220k V 主網環網運行,110k V 電網輻射運行的特點,因此地區電網已經具備了天然的分區特性,這種“分區”也是隨著電網的運行方式變化的。所以,以軟分區為基礎的三級電壓調節形式也能夠符合區域性電網的智能電壓調節的需要[2]。系統的總體控制模式如下圖 2-1 所示。該模式是基于整體電壓無功改良運算,對區域電網實施整體的無功電壓改良,運算范疇涵蓋了區域性電網 EMS 里創建體系的 220 千伏和其下區域電網體系。整體無功改善運用全網最佳潮流運算,以區域性電網能夠調節的 220 千伏變電站及區域性的電廠為控制方法論,以母線電壓達標、潮流穩載為限制要求,得到全網網損最低的改良運營形式。最佳潮流運算成果為整網電壓的改良任務值,此電壓改良任務值確保在電壓評測的范圍內,并且符合無功布局最佳,達成減少網損的調節要求[3]。在實施整網無功改良運算的過程中,務必把將部署下達的端口無功、聯絡線無功或重要母線電壓等控制命令,當作限制要求來計算在內,進而達到和上級部署的調節保持一致。以整體無功改良產生的母線電壓為調節任務,平臺依據電網的運行形式,對區域內電網實施分區調節。因為區域電網通常為輻射形式來實現,也就是 220 千伏并環,110 千伏解環,通常以一座高壓的 220千伏變電站引出諸多低壓的 110 千伏或 35 千伏變電站,  所以電網擁有得天獨厚的分區性。相同的空間內的設施于無功電壓調節方面耦合度相對高,區域間的設備耦合性則相對較弱,在符合電網無功分層分區控制原則的前提下,這種分區是實時對照電網運轉模式在線自主實現的,是一類“軟分區”形式,對于電網的持續性和變化性都奠定了堅實的基礎。 
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2.2   本章小結
本章介紹了南昌電網 AVC 系統基于全局無功電壓優化的三級控制原理。該原理是基于整體電壓無功改良運算,對區域電網實施整體的無功電壓調整,運算范疇涵蓋了區域性電網的 220 千伏及以下變電站,以確保母線電壓合格、無功就地平衡為約束條件,實現全網網損最低的調節模式。    
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第 3 章  南昌電網 AVC 系統結構及控制策略.........10     
3.1 南昌電網 AVC 系統結構......10       
3.1.1 數據采集模塊.......10       
3.1.2 濾波模塊..........11       
3.1.3 決策模塊............12       
3.1.4 方案執行模塊.......13      
3.1.5 安全監視模塊....13     
3.2 南昌電網 AVC 系統控制目標與策略 .........14    
3.3  AVC 系統的控制界面及基本功能.......20        
3.3.1 功能展示 ............20     
3.4  本章小結......30 
第 4 章  南昌電網 AVC 系統實施及效果分析........31     
4.1 南昌電網 AVC 系統實施情況......31     
4.2 南昌電網 AVC 系統參數設置及運行分析......32
4.3  本章小結......38 
第  5  章  結論與展望.... 39       
 
第 4 章  南昌電網 AVC 系統實施及效果分析 
 
4.1  南昌電網  AVC  系統實施情況
南昌電網區域無功電壓優化控制 AVC 系統的建設涉及到自動化、調度、運方、繼保等多個專業,是一項繁瑣復雜、安全性要求極高的工作。該工程自啟動以來,受到了各級領導的高度重視,我公司專門召開會議對系統建設工作進行詳細部署,并成立一支“AVC 建設技術團隊”,全力支持系統建設工作,在系統建設過程中各專業緊密配合、通力合作,使得各項工作能夠順利鋪開,有序進行[35]。項目實施由下面幾個階段構成:本階段工作主要明確項目建設內容,確認系統功能規范和硬件配置;完成需求分析,并確定工程進度及各個時間節點的人員安排。主要工作內容如下: 2013 年 3 月,調控中心與清大高科簽訂南昌電網區域無功電壓優化控制AVC 系統建設合同。4 月 6 日,調通中心有關技術人員赴北京清大高科司參加南昌電網區域無功電壓優化控制 AVC 系統第一次設計聯絡會議,初步確定 AVC系統各個功能模塊的建設需求,并對 AVC 工程建設做出具體部署。本階段工作主要包括 AVC 系統在清大高科的生成開發,以及系統圖模、數據庫的制作與導入,系統硬件軟件功能測試與性能測試等。主要工作內容如下: 2013 年 4 月至 7 月,系統建設人員完成南昌電網潮流圖、地理接線圖、以及南昌地區 110 千伏及以上變電站(發電廠)一次接線圖的繪制及數據庫制作。 5 月 13 日,調控中心組織自動化、地調、運方等專業召開調度 EMS 系統AVC 子系統運行管理規定討論會。
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結論 
 
南昌電網 AVC 系統作為南昌電網地縣調控一體化 E8000 系統的子系統,全面支持南昌“大運行”體系建設要求,達成了南昌電網空間無功電壓的改良調節,是落實“三集五大”重要部署的載體。它不僅為企業節約大量的系統建設投資與運行維護成本,更有效增強南昌電網電壓無功管理水平,提高生產運行的集約化水平。它的上線運行將會極大地提升南昌電網調度自動化的技術支撐水平與技術、管理創新能力,進一步加快一體化電網調度體系的建設步伐。本文結合南昌電網自動電壓控制系統工程實際,從控制原理、控制策略研究、應用效果等方面進行了較深入研究和分析。具體總結如下: 
1、南昌電網 AVC 系統基于全局無功電壓優化的三級控制原理。 
2、介紹了南昌電網 AVC 系統的結構及控制原理。該系統主要由數據采集模塊、濾波模塊、決策模塊、方案執行模塊、安全監視模塊五大模塊組成,根據分區調壓原則,對電網的中心電壓進行監控和輸出調整措施。采取全局無功電壓優化的控制策略,從母線電壓、關口功率因數等方面闡述了 AVC 系統策略。在 AVC 控制策略確定后,再對控制設備進行了分析和明確,完成了對南昌電網 AVC 系統的全面介紹。 
3、分析了 AVC 系統的應用效果,自 AVC 投運以來,南昌電網城市電壓合格率、220k V 關口功率因數合格率較往年有顯著提升,應用情況良好。 
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參考文獻(略)

原文地址:http://www.dcfrg.com.cn/dqzdh/16618.html,如有轉載請標明出處,謝謝。

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