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AVC专注用户利益:提高电压质量、降低网损
作者:积成电子    来源:积成电子    发布日期:2009-12-17 10:48:22


    随着电力工业的发展,电网进入了大机组、超高电压、大容量的阶段,电网结构日益复杂,为保证电网的稳定、安全、可靠、经济运行,电力系统对电网电压质量提出了更高标准和更严格的要求。

AVC系统能够实时监控电网运行状态,自动调节电网无功潮流分布,达到提高电压质量和降低网损的目的,实现电网电压运行的在线控制。伴随着电网发展,AVC系统也在不断发展和完善,并得到了越来越广泛的应用。
    为了满足用户对AVC系统的需求,积成电子在2000年就成立了AVC项目研发及实施小组。从产品调研、可行性分析、需求分析、产品设计规划、信息反馈、初设方案、再反馈直到产品设计定型做了大量的工作。
    随着项目研发与实施工作的推进,积成电子在自动电压控制领域取得了可喜的成绩。在2003年,与福建省网合作完成了省调、地调到电厂侧涵盖全网的三级控制模式AVC系统,取得了良好的经济和社会效益。其它网调、省调也在陆续实施AVC主站系统,近两年,厂站侧的AVC自动控制系统的建设也在迅猛发展之中。
    2001年,福建省全省AVC需求调研,2003年福建全省AVC系统投入运行,并通过科技项目鉴定,达到国内领先、国际先进水平。目前已经有福州华能电厂、厦门嵩屿电厂、漳州后石电厂、泉州南浦电厂等几十家电厂、百余台机组接入运行;
    2004年,山东省调AVC开始实施,2005年投入实用化运行;
    2005年,河南大唐三门峡电厂AVC开始实施,并于当年投入运行;
    2006年底,华北网局枢纽电厂,大同二电厂及发电公司8台机组AVC系统开始设计建设;
    ……
    一分耕耘,一分收获,积成电子的AVC主站系统(包含网省调AVC、地县调AVC)、电厂侧AVC系统经过与用户密切合作,目前已经逐渐完善、稳定并达到了实用化的设计目标。
    由市场部主办的《AVC项目专刊》即将付梓,它将肩负着战地快报的使命,是我们与客户相互学习、沟通交流的平台。在此,我衷心地祝愿她与AVC项目一道成功!
                                                  ■ 积成电子 总经理 王良

 

 

                         AVC常见问题及解决方法 
                             

系统第一次打开之前要仔细检查电源线、网线连接是否正确,电源电压是否正常。
      系统在设置参数后,应注意参数的备份。要把不需要的模块关闭(如:参数编辑器、绘图工具);不要打开未使用的通道,以节约系统资源。如果长时间不需要显示的环境,可以把显示器关闭,防止损坏。

1.CAN网络节点不正常,怎么办?
      ●检查网卡指示灯闪烁是否正常,查看网卡本身是否正常。
      ●在操作系统的设备管理器中,查看网卡是否正常,查看网卡驱动程序安装是否正确。在CCS中查看网卡是否能打开。
      ●检查网络连线是否松动,网络电阻是否为60欧姆。
      ●检查网线的高低端是否接反。
      ●检查不正常节点与网卡之间通讯的源码。
      ●节点的拨码开关设置是否正确,同一网卡上是否有重号。
      ●检查数据库中,节点参数设置是否正确。

2.对于通讯接口方式RS232C、422和485方式,如何测试自环?
      ●232接口方式:将接收(RXD)信号线、发送(TXD)信号线短接即可。
      ●422方式:接收正(RXD+)与发送正(TXD+)信号线短接;接收负(RXD-)与发送负(TXD-)信号线短接即可。
      ●485方式:需要两个通道相互调试,通道1的正(DATA1+)接通道2的负(DATA2-),通道1的负(DATA1-)接通道2的正(DATA2+)。

3.遥控(投退)选择超时的原因可能有那些?
      ●网络性能不好,下发的遥控命令没有传到AVC装置。
      ●检查CCS与BASEDB通讯是否正常(网络是否正常)。
      ●装置没有上电,不能响应主站信息。

4.遥控选择成功,但遥控执行不成功,估计原因?
      ●装置不允许遥控(满足闭锁条件)。
      ●网络性能不好(CAN网通讯异常)。
      ●遥控实际已经成功,但遥信状态没有返回到CCS上。

5.下发遥控返校超时的可能原因及解决方法。
      ●检查后台是否可以执行遥控,如果后台不能遥控,检查前台是否可以执行遥控操作。如果前台可以遥控,那么问题出在前、后台的通讯上,查看前、后台网络连接是否正常;如果前台也不能进行遥控操作,那么应检查以下方面:a.装置是否接收到“远方”的遥信信号;b.装置设置的节点号是否与CCS中一致;c.上位机与装置的CAN通讯是否正常。

6.AVC子站与主站通讯异常时,如何排查?
      ●有接收码时,但为乱码。检查波特率、Modem中心频率、数据位及校验方式是否与主站一致。
      ●没有接收码时,按照以下步骤检查:
      a.在我方将收、发自环,看是否能收到规约码。若能收到说明电厂AVC子站没有问题;如果收不到,再换一路通道看是否能够通讯;
      b.让主站自环,看主站方是否正常;如果也正常,那么可能是与主站之间的接线存在问题;
      c.将收、发接线倒换,看是否能够接收到规约码。

7.前后台无法通讯,如何排查?
      ●检查网络线是否连接好;
      ●检查网卡驱动程序是否正确安装。

8.施工中对接地的要求。
      施工中要求接地线的横截面积应该大于34平方毫米。接地线应该与机房内的电源地线接在一起,用横截面积大于34平方毫米的铜线接好,这一点务必注意!

9.遥调保护。
      华能电厂、后石电厂采用电流控制方式。在遥调输出线路中加保护措施,防止断线、小电流情况。
      ●在线路中加装保护装置,设置保护上、下限,线路中的电流一旦越限保护装置自动触发一对节点,发出一个信号给电厂的控制系统,电厂的控制系统自动切换到电厂方手动控制。
      ●由于AVC系统发出电流控制无功,可以加装变送器将电厂的无功作为一路遥测采进装置,作为一个闭锁条件,设置上、下限。当输出线路断线或出现小电流的情况时,必定影响到无功,当无功一旦越限装置就自动退出,自动切换到电厂方手动控制。

 

 

AVC纵深谈

 

国家政策

——国家电网公司在十一五规划中指出,在调度自动化领域,华北电网、西北电网、东北电网、华中电网、华东电网应开展AVC建设方案研究,确定和本区域情况相吻合的网省地电网在线无功自动控制管理模式。网省公司在AVC建设时,应总体规划,相互协调,防止重复建设和建设空白,新EMS建设应考虑实现AVC功能,不应将AVC作为一套单独的系统进行建设。
 
◆摘自国家电网《国家电网公司十一五规划二次系统审查意见》一文
 
 
——各电网有限公司、省(自治区、直辖市)电力公司应结合电网发展和运行实际情况,不断加强电压质量和无功电力管理工作。在电源及电网建设与改造工程的规划、设计过程中,按照《无功补偿配置技术原则》确定无功补偿装置容量和调压装置、选型及安装地点,与电力工程同步设计、建设、验收、投产。
——各级归口部门组织制定和实施改善电压质量的计划及措施,电网(地区电网)无功平衡、补偿容量、设备和调压装置选型、参数、配置地点的审核、工程质量验收及试运行等工作。……负责对电压质量和无功补偿装置及调压装置的运行状况进行监督、统计、分析、考核。……应根据调度下达的电压曲线及时投入或切除无功补偿装置,并逐步实现自动控制方式。
——各级调度部门应依照并网运行的发电企业、电网企业提供的无功电源容量以及可调节能力,编制重大设备检修等特殊方式下的无功电力调度方案,并按此实施调度。
 
◆摘自《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》一文
 
 
公共视野
——电压质量是衡量电能的主要质量指标之一,电压质量对电网稳定、电力设备安全运行以及工农业生产具有重大影响。无功是影响电压质量的一个重要原因,实现无功的分层、分区就地平衡是降低网损的主要原则,电压和无功调节是各级变电所需要承担的重要任务,其中电容器投切是变电站无功调节的最有效而简便的方法,变压器分接头的调节是母线电压控制的最直接手段,近几年来我国电力工作者在此基础上对电压和无功控制方式进行了大量的研究和开发工作,并相继推出了一系列基于微机控制技术的电压与无功综合装置(VQC)。
——在现有的各种VQC装置中,增加小容量的可控电抗器与原有电容器的投切配合,作为无功与电压控制的主要手段,在特殊情况下再进行变压器分接头调整。此运作方式使得变电站的无功控制更加灵活方便,完全满足无功分级控制与区域调度的发展要求,是值得运行单位考虑的一种电压控制方式。
 
◆摘自《配电网电压控制方案探讨》夏文雄 广电集团
 
 
——变电站中,在不同的运行方式下,变压器的并列情况、变压器所带母线的情况并不相同,导致了VQC控制策略的不同,兹提出一种基本拓扑分析VQC运行方式识别算法,克服了原有人工设定运行方式所造成的配置与维护的不便,该算法根据实际变电站主接线图以及断路器和隔离开关的实时位置信号,通过分析节点间的连通关系得出变电站的实时运行方式。该算法简单,通用性好,在实际应用中取得了良好的效果。
 
◆摘自《变电站电压无功控制软件中的运行方式识别算法》邵宇 南瑞集团
 
 
——作为提高电压质量、降低系统网损和提高电压稳定水平的重要手段,近年来自动电压控制(AVC)技术的研究得到了国内外科研人员和运行人员前所未有的重视。围绕这一课题,也有越来越多的理论研究和工程实施成果问世。必须承认,面向网省级大电网的无功电压控制系统是一个相当复杂的问题,内容涵盖了电力系统分析与控制的多个领域,因此急需提出一种有效的控制模式,一方面能够将原有的复杂问题分解为若干的子问题,明确电压控制领域的研究重点,保证在每个子问题上的研究深度;另一方面又能够将这些子问题有机地协调在一起,保证自动电压控制方案的可行性。国内外的AVC工程实践证明,在技术层面上,控制模式的研究和选择是AVC工程实施成败的决定性因素。最近提出了面向网省级大规模电网的自动电压控制系统的三维分解协调模式,该控制模式围绕目标-时间-空间三个维度实施分解协调,具体分析了在每个维度上的研究重点。最后基于目标-时间-空间的三维分解协调理念,提出了适合于我国网省级电网的自动电压控制方案,基于该控制模式设计的自动电压控制系统即将应用于我国最大的省级电网——广东省网。
 
◆摘自《面向网省级电网的自动电压控制模式》电力系统国家重点实验室 孙宏斌
 
 
——作为降低系统网损、提高稳定水平和电能量的重要手段,近年来自动化电压控制(AVC)系统得到了国内科研人员和电力公司运行人员的极大重视,成为我国电力系统自动化领域的一个热点。如同自动发电控制(AGC)系统,AVC系统也应作为能量管理系统(EMS)的一个功能组件。公共信息模型(CIM—common information model)规定了EMA-APL的语义部分,是整个EMA-APL框架的重要基础。国内已经进行了五次互操作实验,而且在一些工程项目中,CIM已经得到了实践检验。支持IEC61970标准已经成为新一代的EMS平台的重要特征。在这种情况下,AVC系统只有基于IEC61970标准进行设计和开发,才能更好地适应电力系统软件的发展趋势。
 
◆摘自《自动电压控制系统的公共信息模型扩展》郭庆来  清华大学电机系
 
 
——无功电压控制研究中的系统分区是一个非线性的大规模组合优化问题,使用常规方法难以得到理想的结果。运用模糊聚类分析法将系统分区,并基于电压幅值对无功功率的灵敏度定义了电力系统各节点间的电气距离,对待分类对象的全体作适当的标定,运用传递闭包法求出动态分类,通过计算计量F最后得出最优分类。该方法所占内存小,计算速度快。经IEEE39节点测试系统对该方法进行了验证,其结果表明:该方法有效、可行。
 
◆摘自《基于模糊聚类分析的无功电压控制分区》杨秀媛  北京机械工业学院
 
 
国外视线

——在AVC领域,国外已达到了很高的水平,为了便于说明我们暂且将之分为两个模式:二级电压控制模式和三级电压控制模式。二级电压控制模式最早由德国莱茵-威斯特伐利电力公司(RWE)提出,其基本思想是周期性进行全网的最优潮流(OPF)计算,得到电压优化控制策略直接下发给电厂侧的子站控制设备执行。其控制结构图如下图。

——三级电压控制模式是由法国电力公司(EDF)最早提出,是一种分级电压控制方案,目前在法国、意大利、比利时、西班牙等国的电网中得到较好地应用,在国内,江苏省电力公司是第一个实现了该控制模式的AVC系统。其控制图如下图。
 

——在这种模式下,电网被划分为彼此解耦的区域,各区域选择1个或多个中枢母线和多台控制发电机,整个控制系统由一级电压控制、二级电压控制、三级电压控制组成。

 

 

为系统的更加成熟而努力 
作者: 厦门嵩屿电厂 周勇良

 

厦门华夏国际电力发展有限公司隶属于国投电力公司,我们习惯称之为嵩屿电厂。公司一期2 台30 万千瓦发电机组1995年底投产,二期2 台30 万千瓦发电机组也于2006年初相继投产。电厂最初使用积成电子公司 AVC 系统控制电压,运行两年多来,在维护和售后方面都能提供优质服务,故二期两台机组投运后,也采用了该公司产品。

积成 AVC自动电压控制系统运行两年来,一直运行平稳良好,能代替现场运行人员手动调节发电机励磁系统的工作。在刚投入该系统时,由于在软件方面的闭锁定值设置未能与机组实际运行情况相结合,常出现越限退出AVC装置情况。积成人员张树军、魏鸣、郑洪文、骆工在了解情况后,都会及时赶来解决或是电话指导解决。经过对装置软、硬件的不断完善和改进,该系统目前运行状况良好。在使用初期,系统在进行数据处理时,速度较慢,如将Ccs、BaseDb、NRMMI、CCSEdit、AVQC、AVCLOCK运行起来容易死机,在加装后台管理机后整个系统得到较大改善。积成技术人员在此发挥了技术优势,解决了难题,目前此系统一直能高效运行。就其他方面来讲,希望厂商能考虑硬件升级,提升其通讯和数据处理速度,同时不断完善相关核心技术和软件,使系统更加成熟。

积成的产品和技术在和其它厂商产品的兼容方面还是不错的。我公司监控使用了南端继保的RCS9700系统,一期RTU是某公司的电网调度系统,它们与AVC系统的通讯和数据传输尚未出现过中断问题。当然,贵公司在福州专设福州办事处,加强了中调与电厂的沟通和技术联系,也极大地方便了电厂对设备和系统的维护。

 

为电厂的发展提供更加优质的服务 
作者:漳州后石电厂 张伟明


      后石电厂隶属于华阳电业,是福建最大的电厂,也是我国东部地区最大电厂,目前整个电厂有6台60万千瓦发电机组,第七台发电机组正在紧张地施工。后石电厂是台湾台塑集团老总王永庆的在华投资项目。后石电厂的6台机组全部使用积成电子AVC系统来控制电压。

自积成AVC系统上线以来,一直平稳良好地运行,能够达到预期的目的。但是在平常的运行过程中,一些小的问题是在所难免的,如通信电路、水晶头、电源接头等方面,这些都是小问题,而且基本不需要积成人员来现场处理,我们自己就能立等解决。但是有关软件方面的升级问题就需要积成人员及时来解决,还不错,积成人员都能及时赶到,像张树军、魏鸣等。电力设备是关系到国计民生和国家安全的重要设备,绝对不能中断,我们也希望厂商能第一时间提供技术服务,在一些核心技术如系统参数、硬件升级、方案设计等方面需要及时电话沟通并亲赴现场来解决。

积成的产品和技术在和其它厂商产品的协调运作方面还是不错的。我们厂的RTU是西门子的产品,电厂监控是南瑞的产品,电厂自动调压AVC是积成的,AVC在电厂的功能主要是将采集的信号通过RTU装置传输过来,在这方面,中外企业的兼容问题还是做得不错的,也从未出现过数据传输中断的问题。相比国外的企业,国内企业在服务的及时性上也更有优势,技术人员好像是就在你的身边,一出现问题就能随叫随到。

 

积成AVC助力合肥电网优化 
作者:合肥电业局 汪晓彤


      安徽省网主站AVC系统与合肥地调AVC子系统之间进行协调控制是通过下发220kV变电站关口的无功指标到地调侧进行无功调控的,地调AVC系统以这些控制值作为地区电网AVC计算的约束条件。
      在采用无功/电压优化控制之前,合肥电网所有变电站的电压调节和无功补偿都要依靠人工,存在诸多缺点,使用积成AVC系统后,现状大为改观。
      积成AVC系统实现了对合肥地区电网调度直调的全部变电站的优化控制,包括自动投切电容器和自动调节变压器分接头。地区电网无功/电压优化控制系统的投运,从根本上解决了人工监控的弊病,不仅保证了电压稳定,还能够统筹考虑网损的降低。

积成AVC系统在运行中有以下特点:
      ——运行稳定可靠。在完全抛开分区规则之后,系统运行情况稳定,未发生系统异常,未发生误控、调节过频或调节不到位的现象,未发生对电网设备造成损害的事件。
      ——减轻调度员工作量。使用本系统后,除非被调节设备异常被闭锁,所有的监控任务全部由软件完成,极大地减轻了调度员的工作量,提高了生产率。尤其在处理电网事故和其他业务较繁忙时,可以使调度员集中精力处理主业务,减轻负担,对安全生产极为重要。
      ——降低网损。优化软件投运后,对控制费用和风险费用进行了科学计算评估,比较各种方案后,可以发现在某些时段,变压器分接头调节比电容器投切更经济。于是在一些安全约束的限制下,适当增加变压器的调节,减少电容器的投切,本身控制费用可降低,而且可减少网损。
      ——维护方便。从监控点的生成到控制方案全部由优化算法实时动态制定,无需人工填写运行方式和控制方案,具备电容器投切和变压器调节的自动化统计功能,方便实用。
      ——界面友好。该系统与调度自动化原有的SCADA、PAS系统有机结合,界面统一,操作简洁,自动安全闭锁功能完备,对各站、各设备的投退简便快速,窗口提示、语音报警功能完善。

合肥地区电网无功/电压优化控制系统的实际运用使我局在电网调度自动化应用软件的应用水平方面得到提高,为电网调度由经验型向分析型、经济型发展,提供了科学的手段。
 

为AVC系统的正常运行献计献策 
作者:福建华电邵武发电公司 艾华纪

 

邵武发电公司的AVC项目于2006年6月投入试运行,2007年1月,AVC系统经试运行验收合格,转入正式运行。现将本AVC系统运行情况简要归结如下:

1)系统整体:
      ◆稳定性:系统工作稳定,对机组参数的测控调整都在可干预状态下进行;
      ◆可靠性:试运行半年来,系统未发生误调或超调事件,所设定的安全限制条件均能准确执行。

2)硬件方面:
      ◆调整信号输出:选择质量可靠的OMRON大容量接点继电器,同时以双继电器方式输出对励磁装置的调整信号,最大限度地防止了输出继电器接点粘连对发电机励磁系统造成的误调损害。
      ◆上位机硬件:选择了静态读写的闪存电子硬盘,避免了机械硬盘所带来的故障影响,提高系统的安全性。

3)软件方面:
      ◆界面:软件界面简洁,运行状态直观明了,操作步骤可提供帮助指导,报警信息实时同窗口显示。
      ◆参数整定:提供密码保护,自动数据库备份,整写过程中区分主副数据库操作,从根本上防止了误读写所带来的系统危险。
      系统经半年多的试运行,运行情况良好,一方面完全达到了自动准确调整发电机端电压的目的,另一方面免除了人工调压操作,在一定程度上减轻了运行人员的工作量。同时,对于全网的安全,AVC也起到了应有的作用。
      为进一步提高全网运行水平,现提出改进的建议:
      ◆端子排:由于与RTU等设备的连接多数使用单股0.5mm2及以下的通讯线缆,而普通的电力二次端子排适用线缆都在1mm2以上,二者不相适配,经常出现螺丝已紧而细导线很松,或者把细导线压断的现象。建议对此部分端子选用细缆接线端子,以保证接线安全。
      ◆后台机:现场的后台机与上位机同样要求每天24小时的全天候运行,其稳定性也是很重要的。由于后台机要求较强的数据计算能力,主频内存等高配的工控机价格都非常高,故客户一般选用普通的商业计算机,其实从安全性角度,厂商是否可以建议客户选择适用性更好的服务器类计算机。
 

   为福建电网的优化助一臂之力——访福建省中调自动化专工蔡立新 
             

见到蔡工的时候,他正在福建省局14楼自动化机房查看电网运行情况,这是他每天的例行工作,年复一年,日复一日。再走进机房一看,一排排整齐的机柜和后台显示器基本都显示着iES系列产品,有电网调度的,有电压控制的,用蔡工的话说,这里面的系统产品留下了积成创业者无数的心血和汗水。还是以对话的形式,让我们深入了解一下积成产品特别是AVC系统在福建省市场的应用吧!


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!
 

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