福州電網(wǎng)無功電壓 AVC 控制系統(tǒng)是建立在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)山東魯能 iS500 上面的高級(jí)應(yīng)用軟件。該項(xiàng)目在 2002 年 9 月完成安裝調(diào)試工作，對(duì)福州地區(qū)的 8 個(gè) 220kV 變電所， 25 個(gè) 110kV 變電站進(jìn)行了全網(wǎng)閉環(huán)控制。從安裝調(diào)試工作完成后閉環(huán)運(yùn)行的一年多時(shí)間里，運(yùn)行穩(wěn)定、效果顯著，取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。
一、控制功能特點(diǎn)
1 、適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化
本控制系統(tǒng)除了采集全網(wǎng)電壓、功率外，還采集輔助開關(guān)量，自動(dòng)進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行方式判別，實(shí)施不同的無功電壓優(yōu)化運(yùn)行方案。
2 、全網(wǎng)（集中）控制與分區(qū)分層控制相結(jié)合
本控制系統(tǒng)涉及的是 220kV 及以下電網(wǎng)級(jí)，由地調(diào)、縣調(diào)負(fù)責(zé)的無功電壓自動(dòng)控制。在本控制范圍內(nèi)，采用分區(qū)分層控制與全網(wǎng)控制相結(jié)合，先全網(wǎng)后分區(qū)再分層，全網(wǎng)保分區(qū)分層的控制策略，來達(dá)到無功分區(qū)分層就地平衡，穩(wěn)定全網(wǎng)電壓，主變分接開關(guān)動(dòng)作次數(shù)較少，電壓合格率較高。
3 、集中控制與分布執(zhí)行相結(jié)合
近年來，隨著電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化水平的不斷提高和電網(wǎng)一次設(shè)備的更新?lián)Q代，特別是計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得地區(qū)電網(wǎng)實(shí)施全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化運(yùn)行集中控制在硬件基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)軟件自動(dòng)控制成為可能。本控制系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行狀況，集中形成控制指令，然后發(fā)送至各控制點(diǎn)，各控制點(diǎn)并發(fā)執(zhí)行指令。
4 、無功平衡穩(wěn)定電壓與分接開關(guān)調(diào)節(jié)電壓相結(jié)合
本控制系統(tǒng)首先通過無功功率分層就地平衡來穩(wěn)定電壓，并維持電壓在一定水平，當(dāng)電壓還達(dá)不到要求時(shí)，再輔以調(diào)節(jié)主變分接開關(guān)。所以本控制系統(tǒng)的投入可以確保本地區(qū)無功補(bǔ)償設(shè)備的較大投入，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的無功平衡和電壓穩(wěn)定起著基礎(chǔ)性、根本性的作用。
5 、保電網(wǎng)安全與無功電壓控制相結(jié)合
電網(wǎng)安全包括設(shè)備安全和系統(tǒng)穩(wěn)定安全。本控制系統(tǒng)引入了設(shè)備的保護(hù)信號(hào)和其他用戶自定義信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的可靠閉鎖。在確保設(shè)備安全方面做了充分的考慮，并已作應(yīng)急處理。例如電容器連續(xù)投切、主變分接開關(guān) “ 滑檔 ” 、檢修、 PT 斷線、低電壓等。
《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》指出 “ 電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償與無功平衡是保證電壓質(zhì)量的基本條件 ” ，本控制系統(tǒng)較大限度的實(shí)施無功補(bǔ)償和無功平衡，維持正常電壓水平，盡量避免了由于電網(wǎng)缺乏無功功率，運(yùn)行電壓低，有可能產(chǎn)生電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象，甚至造成電網(wǎng)電壓崩潰的后果。
6 、潮流計(jì)算、靈敏度分析與專家系統(tǒng)規(guī)則判別相結(jié)合
普遍情況下本控制系統(tǒng)的優(yōu)化控制根據(jù)潮流計(jì)算、靈敏度分析的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化控制，如果當(dāng)前電網(wǎng)無法進(jìn)行潮流計(jì)算（比如無法實(shí)現(xiàn) PAS 應(yīng)用的部分縣局用戶）則用 “ 專家系統(tǒng)規(guī)則 ” 來判斷執(zhí)行。所以本控制系統(tǒng)執(zhí)行效率較高，不會(huì)出現(xiàn) “ 模糊 ” 的指令。
二、運(yùn)行效果
該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、先進(jìn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能達(dá)到各項(xiàng)考核指標(biāo)的要求，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。歸納起來有以下幾個(gè)方面：
1 、該系統(tǒng)優(yōu)化后通過控制 220kV 及以下變電站的主變分接頭和電容器的自動(dòng)投切來滿足無功功率的合理分布，以達(dá)到區(qū)域范圍內(nèi)的就地平衡，減少電能損耗。
2 、 10kV 母線電壓值可自動(dòng)調(diào)整控制在 10~10.7kV 范圍內(nèi)，滿足電壓質(zhì)量。
3 、地區(qū)網(wǎng)供功率因數(shù)滿足系統(tǒng)要求，提高了電容器無功補(bǔ)償設(shè)備的利用率。
4 、優(yōu)化各級(jí)變電站有載調(diào)壓分接頭開關(guān)的動(dòng)作次數(shù)。
5 、減輕了集控中心值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了人為誤差，真正實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)無功電壓實(shí)時(shí)控制，完善并提高了無人值班變電所自動(dòng)化水平。
6 、本系統(tǒng)由純計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)成，免除了硬件維護(hù)。
7 、本控制系統(tǒng)安全可靠
本控制系統(tǒng)自適應(yīng)功能強(qiáng)，如自動(dòng)糾錯(cuò)、自動(dòng)閉鎖、自動(dòng)形成相關(guān)動(dòng)作數(shù)據(jù)等；安全控制功能強(qiáng)，如遇突發(fā)事件，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)處理，不會(huì)發(fā)出影響電網(wǎng)與主設(shè)備安全的操作指令；人機(jī)界面友好，操作簡(jiǎn)便，安全可靠。
8 、安**益可觀
由于本控制系統(tǒng)不增加任何硬件裝置或者說減少了 VQC 硬件裝置，這也就減少了設(shè)備安全運(yùn)行故障的機(jī)率，從保證電網(wǎng)安全的角度來講，其經(jīng)濟(jì)效益也是巨大的。
9 、連帶效應(yīng)
本系統(tǒng)的投入使用，不僅合理充分地使用了調(diào)壓設(shè)備和無功補(bǔ)償設(shè)備，提高了電壓質(zhì)量，降低了輸電網(wǎng)損，增加了設(shè)備出力，連帶產(chǎn)生了以下效應(yīng)：
（ 1 ）準(zhǔn)確地掌握了主變分接頭開關(guān)、電容器開關(guān)每年每月每日動(dòng)作次數(shù)，為較大限度的發(fā)揮設(shè)備潛力和設(shè)備檢修提供了依據(jù)。
（ 2 ）變電站無功調(diào)度電壓控制綜合優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一套圖文并茂的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)培訓(xùn)系統(tǒng)，提高了調(diào)度、集控人員運(yùn)行管理水平。
（ 3 ）變電站無功調(diào)度電壓控制綜合優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)施加速了遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備建設(shè)與改造及 “ 四遙 ” 功能實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)了調(diào)度自動(dòng)化 SCADA 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的完善。
（ 4 ）變電站無功調(diào)度電壓控制綜合優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)施促進(jìn)了電容器的配制、電容投切開關(guān)的更新、有載變覆蓋面的擴(kuò)大及其有載分接開關(guān)的性能的提高。
三、項(xiàng)目效益分析
現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的效益分析如下：
2 、項(xiàng)目的其他隱性效益：
2 ． 1 本項(xiàng)目可以在很短的時(shí)間很方便地實(shí)現(xiàn)無功電壓二級(jí)協(xié)調(diào)控制，大大提高了無功資源的合理分配和可靠利用。
2 ． 2 節(jié)省了因各變電站就地安裝 VQC 而花費(fèi)的資金。
附件一：項(xiàng)目顯性效益投入產(chǎn)出比計(jì)算說明
項(xiàng)目的顯性效益投入產(chǎn)出比計(jì)算公式如下：
n
RIO ＝ 1 ： {∑(Ei-Ci)/K}
i=1
K 為項(xiàng)目的總投資（元）
Ei 、 Ci 為項(xiàng)目運(yùn)行壽命* I 年的直接收效和運(yùn)行成本（元）
n 為項(xiàng)目運(yùn)行壽命（年）
本項(xiàng)目的投入產(chǎn)出比計(jì)算如下：
本項(xiàng)目總投資為： k<45 萬元
采用本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)對(duì)我局線損的下降和電能質(zhì)量的提高等費(fèi)用約為：
20 萬元
采用本項(xiàng)目后節(jié)約就地安裝 VQC 成本為：
30×10 萬＝ 300 萬元
本項(xiàng)目直接收效和運(yùn)行成本之差即為節(jié)約的成本為：
E-k ＝ 20 萬元 +300 萬元 -k>275 萬元
附錄 1
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