记者:蔡工,您好!先从总体上给我们介绍一下积成电子的AVC系统在福建市场的运行情况吧!
蔡工:目前,AVC系统是电网和电厂运行的必备条件,从2003年始,福建省电网市场开始选用并实施积成电子公司的AVC产品,到永安电厂现场施工完毕为止,福建所有的火电厂都使用积成的AVC自动调压系统。另外,福建省调和11万线以上的地调也都切入AVC系统进行电压控制,加上水电站在建站之初就已安装了电压控制系统,这样,整个福建省全部使用积成电子的AVC系统进行电压自动控制。积成的AVC系统自投入运行以来,还是不错的,在保证电厂安全稳定的情况下,降低网损,进行无功优化,减轻了电厂工人的工作强度,并按照预计目标进行着电压自动调整。
记者:在众多的电厂AVC系统施工中,对您印象最深的是哪个?
蔡工:福建省所有电厂上线AVC自动调压系统是省局统一下达的任务,起初,有的自动化人员认为,多了一套维护系统自然也就加大了工作量。其实不然,等到工程结束,系统正式上线后,他们感觉系统的配备更加优化了他们的工作,这是AVC上线施工前给我的感受。要说给我印象最深的电厂,那就是后石电厂。后石电厂是福建省最大的电厂,也是福建省重点工程建设项目,有6台60万千瓦的机组进行发电,施工量非常大,电厂端的装置也很复杂,我先后和技术人员十几次到现场施工。当时现场施工任务很重,这边机组运行的计划书已下达,那边技术人员还在忙碌着,为了赶时间,通宵达旦也是常有的事,那段时间简直就是和时间在赛跑。在技术支持上,积成的技术人员张树军、郑洪文、郭桂同、魏鸣等也是全力配合我们。也正是有了大家的努力,最后整个工程任务才能按预期完工。工程验收时,从省调到地调,从电厂到变电站,大家对积成的技术和服务普遍反映还是不错的,福建电网的AVC项目获得的省部级的奖励,这也是对大家工作的肯定。
记者:积成电子的AVC系统和其它厂家的其它系统配合方面的兼容性如何?
蔡工:福建电网市场采用了多家公司的产品,有国内的,也有国外的,积成电子的产品在兼容性方面还是不错的。iES500是积成电子公司的优势产品,有了这个系统平台,AVC系统向电厂发出的目标值不断地进行优化,指令更准确,算法更方便。与此同时,我们还安装了一套河海大学的自动调压系统作为后备之用,以便相互切换,以保证电网的正常运行,但是积成的系统一直运行良好,也就没有出现过切换的现象。而且,从兼容性方面讲,现在各厂家都在参与国调中心组织的IEC61850的互操作测试试验,这也保证了不同厂家的在产品兼容性方面的一致性。
记者:福建市场和积成的感情很深,积成电子的创业者每每提到福建市场,感想颇多。
蔡工:是呀!积成的创业者基本上都在福建工作过,这里留下了他们的心血和汗水。还记得云老师、魏老师、杨老师、严老师,还有后来的王良、张焱、张志伟等等,我们都是老朋友,在一起工作过多年,有时甚至为着一个技术上的问题讨论到深夜。那时给我印象最深的是每逢春节前夕,正值工程施工紧,严老师和王老师他们连续好几年都是做最后一班飞机回家过年的,平常他们也是好几个月回不了一次家。我还记得每次订机票时,他们只有一句话:订最后一个航班就行。正是有了那时创业者的开拓进取,积成电子在福建的市场才能越做越好,也才有了今天的成绩。
记者:相比较其它厂家,你认为积成电子的技术和产品的优势和劣势分别在哪些方面?
蔡工:积成电子公司在福建设办事处,而且又有专人负责,系统维护起来比较容易,从山东大学走出来的积成电子和福建电力有着多年的合作关系,产品系列升级换代比较容易,而且电网维护人员和积成的技术人员经过多年的磨合,沟通交流起来也是很愉快的。总之,适合的就是最好的,积成的产品、技术和服务是越来越适合福建电网的市场了。同国外的厂家比较起来,人家比较重视知识产权和版权,国内的厂家在这方面做得还不够,但是也在逐步提高。
记者:今天借AVC专刊组稿之事,同您谈了好多内容,也学到了好多知识,您觉得在以后的工作中,您对积成的期望是什么?
蔡工:从整体上讲,我们对积成电子的技术是认可的。但是积成的创业者原来都不是搞电力行业的,特别是刚开始,他们对电力的高级应用了解得还不够深。严格来讲,积成电子是从IT行业进入电力市场的,其实电力行业有好多文章可做,IT行业的企业进入电力市场,有自已的优势,也有不足,但是积成电子把优势扩大化了,所以说积成在目前的电力自动化领域已经有了自己的一席之地。通过和你们公司领导的交流我发现,积成对电力行业各个领域也在进行着深入的研究,包括电力系统的高级应用软件,电厂的DCS系统和AVC系统等等,都有深入的研究,集控站和主站的更不用说了。不过现在市场竞争也很激烈,现在福建地调也正在升级改造中,积成的老系统运行了好多年了,目前好几个厂商都介入进来了,积成在福建市场也面临着更大的竞争。有竞争才能研发出更好的产品。我们也希望积成电子在日趋激烈的市场竞争中,不断地取得胜利。
感谢您能抽出这么宝贵的时间接受积成的专访,我们也将一如既往地为福建电力提供最优质的技术支持和服务,也希望双方在2007年的合作上更上一个台阶。
山东电网自动电压控制(AVC)系统的实现
作者:电网事业部 郭桂同
截至2006年底,山东电网已建成500千伏双环网,基本形成500千伏主网架,30万千瓦和60万千瓦机组为主力机型的现代化电网。全省发电装机容量5005万千瓦,其中电网统调机组3477万千瓦。
在电网快速发展的大背景下,对电压质量提出了更高标准和更严格的要求。为进一步提高电网主网的电压质量,降低主网网损,实现电网运行在线控制的目标,减轻值班人员人工调整电压的劳动强度,从2005年底开始,山东省电力调度中心与积成电子合作对自动电压控制系统进行了深度开发和研究,以期达到系统实用化的目的。
一、系统总体概述
电压自动控制系统为一集散控制系统,所谓集中决策分层控制,具体来说主要由一个中心控制子系统和3类分散控制子系统组成。包括省调AVC系统、地调AVC系统、变电站(主要为500kV变电站)的自动电压控制系统和发电厂的自动电压控制系统。省调AVC系统以网损最优为目标,电压合格为约束进行优化计算得出各个调节手段的调整目标,包括发电厂高压侧的母线电压定值、并联补偿设备的最优投退状态、联变分头的最优位置,通过调整达到网络运行的最优状态,实现无功潮流的最优分布并确各点电压的合格,最终实现省网电压调度的自动化。
按照无功电压分层分级管理的原则,省调主要负责对调度管辖范围内220kV及以上厂站的母线电压及机组无功实施控制与统计考核。
二、系统设计思想
本系统主要根据集散控制系统的原理进行设计,以分布式控制为主,集中控制为辅。
根据省网实施AVC系统的现有条件状况,从运行安全性与经济性着眼,需要实现分层与分区控制,分层主要是指按电压等级进行无功平衡控制,可分为三级控制层。一级控制通常是快速反应的闭环控制,响应时间为1秒至几秒内,如发电机组(包括调相机)的无功功率控制、静止无功补偿器的控制,以及快速自动投切电容器和电抗器等;二级控制系统协调一个区域内一级控制设备的工作,响应时间为分钟级;三级控制则协调、优化二次控制系统,指导值班人员的干预,除安全监视及控制外,经济问题主要在三级控制中考虑,并要求按控制安全和经济运行原则优化运行状态。
三、功能组成
省调自动电压控制系统软件主要功能包括数据库管理、优化计算、状态监视、通信、系统考核几大部分。
1.数据管理。
AVC系统的数据管理主要包括:
◆母线考核标志以及考核上、下限值的查询与修改。
◆发电机的无功出力上、下限的查询与修改,根据有功分段设置。
◆变压器及并联补偿设备动作次数限制的查询及修改。
2.优化计算。
系统支持多种算法的嵌入,提供电网状态估计数据及拓扑计算结果数据接口。
系统采用改进型二次规划法。二次规划法具有计算速度快、收敛性好的特点,本算法在开发和完善的过程中,根据实时控制的要求做了大量的工程化处理和改进。经过改进后,可满足电压优化和校正控制的需要。在实时性、稳定性和可行性等方面均能满足实时系统运行和控制的要求。
系统在采用多种算法的情况下,统一采用数据输入、输出格式,使用同一套控制指令出口,可实现不同算法之间的灵活切换。
3.状态监视。
遵循与SCADA系统一体化的原则,将人机交互功能集成到SCADA系统的人机界面中。主要的监视内容包括:
◆各可调电厂AVC可控状态
◆各可调机组AVC可控状态
◆子站侧其他有关信息
◆AVC优化电压曲线
◆优化前后网损曲线
◆向电厂下发的母线电压定值
4.通信。
通信规约采用IEC60870-5-104规约,主要实现:
◆将主站侧控制方案转发到子站侧,控制方案可能带时标。
◆接收子站返回信息,并传递给主站系统。
5.系统考核。
统计考核的内容包括:
◆AVC优化算法计算效果考核
◆子站AVC投运率考核
◆设备AVC投运率考核
◆子站电压跟踪效果考核
四、系统特点
1.采用一体化设计,系统模型、设备参数以及图形平台与EMS系统共用,大大减少了系统维护量。
2.系统具有较好的兼容性,提供电网状态估计熟数据以及电网拓扑结果,支持其他算法的接入。
3.实现电网电压的自动调整控制,大大减轻调度人员的工作强度,提高了电网调度自动化水平。
五、结束语
积成电子在省网自动电压控制系统的研究和开发方面起步较早,在2003年完成了福建省自动电压控制系统的整体开发与实施,并通过科技项目鉴定,达到国内领先、国际先进水平。 山东省网的自动电压控制系统也正在逐步建设中。近年来,积成电子在自动电压控制领域不懈努力,勇于创新,开拓出了一片自己的天地,得到了广大用户的认可与信任。
AVC自动调压系统在福建省电网的应用
随着超高电压等级、大容量和跨区电网的迅速发展,对电压稳定和电压质量提出了更高的标准和更严格的要求。目前我国电力行业对电压的控制一般是将每日分为几个典型时段,以不同的上、下限值,进行比较粗糙的人工控制。调度运行人员在发现电压越限时,凭经验进行简单的调整,不但劳动强度大,而且不能及时发现电压越限,造成电压质量的降低。现代化工业设备和家电用品对电压质量提出了很高的要求,只有采用自动电压控制的方法才能进一步提高电压质量。
随着我国电力市场改革的深化,厂网分开后,降低电网损耗对电网公司为说变得非常重要。降低网损的重要途径是降低电网分层分区之间的无功流动,因此做好电网的无功调度工作不但可以提高电压质量,同时可以降低网络损耗。目前,电网无功调度只是根据典型的负荷数据进行离线分析计算,没有进行实时电网无功潮流计算和优化控制,因此不能及时降低电网中不合理的无功流动所带来的有功损耗。为提高电网的安全稳定水平,进一步提高电网电压质量,降低网损,减轻值班人员调整电压的劳动强度,研发电网的自动电压控制系统(AVC)显得十分必要,它为现代电网安全、优质、经济运行提供了先进的控制手段。
2001年下半年,福建省调组织专业人员与在电力系统自动化领域已经有20年研发经验的积成电子公司的领导以及相关技术人员进行专题调研,在充分分析了省级电网AVC控制的技术难点和福建电网自动化工作的有利条件以后,2002年初,福建省调度中心与积成电子公司联合成立了由福建省调度中心电网运行方式、自动化专业人员和积成电子公司相关技术人员组成的课题组,着手进行可行性研究和总体方案设计,经反复论证和修改后向福建省电力公司提出项目申请。福建省电力公司科技部非常重视这项课题,组织专家进行课题答辩和评审,并于2002年6月正式批准立项。
下面是对该系统在福建省电网应用的概括介绍:
一、AVC系统具有以下主要特点。
(1)全网分级协调、分层分区控制,省地级AVC主站集中决策及协调控制。
(2)具备在线闭环、开环运行两种控制方式及研究型无功电压分析功能。
(3)主站软件通过基于改进遗传算法与二次线性规划算法的无功优化模块,结合动态分区电压校正的核心算法提出控制方案,使连续变量及离散变量协调控制。
二、AVC系统实现的主要目标。
(1)实施无功及电压预防控制措施,提高电网的安全稳定运行水平,防止发生电压稳定破坏事故。
(2)进一步提高电网电压质量,主网考核点电压合格率达到国电电压考核的高档指标要求。
(3)实现无功电压分层分区控制目标,降低主网网损,实现逆调压原则。
(4)电厂机组及变电站离散设备控制安全,离散设备控制动作次数受限。
(5)实现电网无功电压在线控制及智能化调度的目标。220kV及以上主网电压控制由人工调整过渡到自动闭环控制。
(6)实现主网网损在线计算及统计分析。无功电压及网损专业管理过渡至基于在线控制及分析为主要手段的技术管理。通过后台无功电压的研究分析,可为全网无功补偿设备的优化配置提出决策依据。
三、AVC系统主要技术经济指标。
(1)提高电网安全稳定水平,控制电网的电压在合格范围内。
(2)进一步提高电网的电压质量,主网电压考核点合格率达99.5%以上,日电压波动不超过5%,达到国电建设国际一流要求的电压考核高档指标。
(3)降低主网网耗2%以上。
(4)实现智能化调度,减轻调度运行人员的劳动强度,提高劳动效率。
四、AVC系统在技术上具备以下创造性与先进性。
(1)该系统采用集中决策、多级协调、分区控制的总体技术方案,较好地解决了局部、分散控制方案带来的局限性,既满足了分层分区的控制原则,又具有综观全网、统筹安排、多级协调的特点,通过电网科学计算、集中决策后,按照电压等级从高到低进行分层协调控制的方案在国内省级以上电网中首次大规模实践并获得成功。
(2)核心软件采用改进型的遗传算法和改进型的二次规划算法达到国际先进水平,在国内省级以上电网中尚属首次。
(3)该系统的自动电压无功控制装置(AVQC)具有参数自辨识功能,可以灵活地适应各种发电厂、变电站无功电压控制的需要,并具有远程控制的功能。
(4)采用先进的系统集成技术,实现多级分散控制系统的集成。包括AVC主站系统与EMS系统的集成以及主站通过计算机数据网络与发电厂、变电站、地调的监控系统、DCS系统、AVR装置实现可靠的通信链接和控制。
五、AVC系统技术的成熟程度,适用范围和安全性。
该系统到目前为止已经实现了对火电厂、水电厂、变电站、地调的闭环控制,所有AVC控制功能都有了实际运行经验,而且运行稳定,控制效果良好,并经受住了多次电网事故的考验。
该系统设计面向各级调度中心、集控中心、发电厂和变电站,适应我国五级调度管理模式和发电厂、变电站各类无功设备的控制模式,对全国网、省、地三级电网的自动电压控制具有借鉴及示范作用,并可推广应用。
六、AVC系统在福建省电网中的应用情况。
目前该系统控制范围包括13个大型火电厂(39台火电机组),6个大型水电厂(19台水电机组),5个500kV开关站(10台500kV联变分接头、20个单元的低压电容器组、14个单元的低压电抗器组)。棉花滩水电厂、福州华能电厂、湄洲湾电厂、漳州后石电厂、嵩屿电厂、邵武电厂、泉州南浦电厂、龙岩漳平电厂、水口电厂和500千伏厦门、福州变电站实现了与省调主站AVC系统闭环控制。厦门腾龙电厂、永安电厂、龙岩坑口电厂、宁德大唐电厂、福州可门电厂、福州江阴电厂、500千伏福州、莆田、泉州变电站的AVC控制正在进行之中。对于不具备AVQC功能的电厂,运行人员可根据福建省调主站通过Web系统和数据网实时发布的电厂高压侧母线的控制目标,适时跟踪调整机组的无功出力。而福建省调主站软件提出的500kV变电站(开环运行)离线设备控制策略,可作为调度员下令无功电压控制决策的依据。
该系统实现福建省调主站与地区AVC系统间的协调控制,已有福州、厦门、莆田三个地调,共53个110kV变电站参与全网的分级协调闭环控制。省调主站AVC系统下达给地调AVC系统的220kV变电站高压母线电压控制上下限值合理,地调AVC系统以220kV变电站高压侧电压合格为优先目标,通过无功电压控制软件分区实现220kV及110千伏变电站的电容补偿装置的投切及直调电厂机组无功出力的调整。
通过近几年福建省电力调度中心与积成电子的紧密合作与不断开拓,AVC系统已经在福建省电网中得到了大力推广,通过该系统的控制降低了电网的损耗、节约了宝贵的能源、提高了电网调度的自动化程度、减轻了值班人员的劳动强度。通过不断改进和完善,该系统逐渐被广大电厂和各级调度人员所认可,受到客户的一致好评。
目前,除了福建省以外,积成电子公司的AVC系统已经推广到了其他省份。河南省三门峡大唐电厂二期工程(60万超临界机组X 2)已经采用了积成电子公司的iES-AVC50电厂自动调压系统,截止到2006年10月20日,已经完成了3#机组的各项功能试验,进行了阶段验收。河北省电力调度中心和山东省电力公司也对该系统表现出了浓厚的兴趣。继AGC系统之后,AVC系统必将成为影响电力系统发展的一大热点,让我们拭目以待吧!