5000V变电站站用变电压与主站AVC联动调节技术探讨

引言

目前,我省电网2200V及以下变电站都采用调度自动化主站AVC功能对变电站的电压无功进行自动控制,部分5000V变电站也逐步投入AVC功能,这项技术的应用大大提高了电网的实时控制能力,替代了调度监控人员人工投退电容电抗器组、调节主变档位的工作,提升了调度监控人员的工作效率,为调度大集中机构改革提供了技术支撑。

各地AVC功能的应用都是从低电压等级变电站(350V或1100V）开始的,对于这些变电站,100V侧电压是AVC控制的唯一电压目标值,因此能够保证站用变380V侧电压的合格,2200V电压等级变电站也把100V侧电压作为AVC控制的主要目标值,这些变电站正常情况下都不会出现站用380V电压过高或过低的情况。但是,5000V及以上变电站往往不把主变低压侧电压作为AVC的控制目标,同时,站内投退无功装置对主变低压侧电压的影响又比较大,因此,在AVC控制过程中经常会出现电压过高或过低的情况,严重影响变电站站用变直供电源设备的稳定运行,给变电站和电网的安全运行带来了风险。

1存在的主要问题

目前5000V变电站AVC的自动控制策略存在如下关键技术问题:

(1）5000V变电站AVC只把5000V和2200V作为主要控制目标,没有把350V侧电压作为AVC控制目标。

(2）由于5000V变电站的电容电抗器组容量较大,尽管其投退对5000V高压侧电压影响不大,但对350V低压侧电压影响较大。

(3）目前大部分5000V变电站已实现无人值班,监控人员发现站用变电压过高或过低后,需要派人到现场处理,无法及时调整站用变电压,达不到电网实时运行的要求。

(4）部分5000V变电站的站用变不具备有载调压功能,即使有人值班,如需停电调压,操作起来仍然困难。

以上技术问题可能造成的后果:站用变的380V电压经常会出现电压过高或过低的情况,站内直接由站用变供电的设备会出现告警,甚至会停止运行:主变的风扇停止运行会影响主变的降温,导致主变损坏,影响电网的安全运行。

2解决问题的技术措施

要解决5000V变电站AVC控制存在的380V电压过高或过低的问题,目前主要有如下技术措施:

2.1单边闭锁技术

这种技术需要先在主站AVC设定380V电压侧的上下闭锁限值,在AVC控制过程中,如出现站用变380V侧电压越闭锁限值,则闭锁该变电站AVC对该站电压有可能加剧站用变380V侧电压越限方向的控制,保留相反方向的控制。如设定380V电压侧的上下闭锁限值分别为430V和330V,当主站端收到该站的380V电压侧电压为430V及以上时,主站会闭锁该站电容器组的投入和电抗器组的退出功能,如自动调主变抽头功能投入,也闭锁其调升电压档功能:但允许AVC退出该站电容器组和投入电抗器组功能继续运行,如自动调主变抽头功能投入,允许其调降电压档功能继续运行。同样,当主站端收到该站的380V电压侧电压为330V及以下时,主站会闭锁该站电容器组的退出和电抗器组的投入功能,如自动调主变抽头功能投入,也闭锁其调降电压档功能:但允许AVC投入该站电容器组和退出电抗器组功能继续运行,如自动调主变抽头功能投入,允许其调升电压档功能继续运行。

这项技术会影响AVC的整体效果,但可保证站用设备的安全运行,适用于站用变不具备有载调压开关的变电站。

2.2站内监控自动调压技术

该技术拟在站内监控系统开发对站用变有载调压开关进行实时调控的功能,设定380V电压侧的上下限值,出现站用变380V侧电压越限值时,站内监控系统控制模块将对站用变有载调压开关进行调档,以保证站内站用变380V侧电压在设定的定值范围之内。

这项技术需要在每个站内监控系统开发专用的功能模块,且不具备预判功能,在运行过程中会造成短暂的过电压,适用于站用变具备有载调压开关的变电站。

2.3主站AVC联动调整技术

在主站AVC独立设置变电站站用

变AVC调压站,采集变电站各站用变380V侧电压、有载调压开关档位信息和开关档位遥控点上送主站系统,使主站具备对变电站内站用变在线调压功能。

该技术需要在主站系统增加站用变AVC调压站功能模块,增加相应功能,包括对A、B、C三相电压的上下限值Ua上、Ub上、Uc上和Ua下、Ub下、Uc下的设置、低压电压改变量动态更新、站用变档位预调等功能。该技术可实现对站用电压的预测,做到预调站用变档位以避免站用电压越限情况的发生,是本文探讨的主要内容。

3联动调整策略及调整流程

（1）站用变AVC调压站的设置:可按变电站AVC模式在主站AVC模块独立设置,以变电站为单位,对于有多台站用变的变电站,需考虑站用变在不同运行方式下的调压策略:运行方式一般分为分列方式和并列方式。

（2）站用变AVC调压站定值设置:分别设定A、B、C三相电压的上下限值Ua上、Ub上、Uc上和Ua下、Ub下、Uc下,可以变电站内由站用变直接供电的设备所允许的最小变化范围的最大值和最小值作为上下限值。

（3）低压电压改变量动态更新:oCs系统每天根据近30天变电站投退电容电抗器组对380V侧电压的影响幅度,分别自动计算出每电容器组和电抗器投退对A、B、C三相电压的平均改变量AU容a、AU容b、AU容c及AU抗a、AU抗b、AU抗c等值。

（4）站用变档位预调:变电站AVC投退电容电抗器组策略执行前,根据当前站用变低压电压值Ua、Ub、Uc和策略中需执行的电容电抗器组投退命令计算出策略执行后站用变低压侧各相电压预测值。如果计算结果超出对应相的上下限范围,则需要先在上下限范围内进行反向调档:若预测值在上下限范围之内,则不动作。

（5）站用变AVC调压流程如图1所示。

4结语

本文所探讨的500kV变电站站用变电压与主站AVC联动调节技术不仅适用于500kV变电站,还可根据情况推广到其他电压等级变电站,可有效解决站用380V电压过高或过低问题。此技术原理相对简单,实施起来较为方便,且安全风险低,推广应用方便。