降低自動電壓控制系統無效調節次數方法的研究及應用

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降低自動電壓控制系統無效調節次數方法的研究及應用電網自動電壓控制系統無效調節，一方面增加了變電站一次設備維護成本，另一方面造成設備因動作次數超過系統設定的閉鎖值而閉鎖，導致電壓不合格時無設備可調節，降低電壓合格率。通過對安順電網自動電壓控制系統的歷史調節情況進行統計、分析，找出造成無效調節次數多的原因，提出多種降低自動電壓控制系統無效調節次數的方法，並在實踐中驗證了方法的有效性。

關鍵詞：自動電壓控制；設備無效調節；節能增效；精益管理

1　前言

安順供電局自動電壓控制系統（AVC，AutomaticVoltageControl）自投運後，不僅顯著提升了安順電網綜合電壓合格率，在降低網損、減輕調度監控人員工作負擔等方面也有成效。然而，隨着接入AVC系統的站點不斷增加，變電站電壓無功設備的調節次數也明顯增多，其中包含較多的無效調節次數。電壓無功調節設備無效動作，一方面增加設備總動作次數，從而提高設備維護檢修頻率，導致維護成本上漲，且縮短設備使用壽命；另一方面，容易造成設備因動作次數超過AVC系統設定的閉鎖值而閉鎖，導致電壓不合格時無設備可調節，降低電壓合格率。

精益管理要求企業的各項活動都必須運用「精益思維」，其核心是以最小資源投入，創造出儘可能多的價值。精益管理的目標可概括為：企業在為顧客提供滿意產品與服務的同時，把浪費降到最低程度。因此，本文對降低AVC系統無效調節次數的有效辦法展開研究，在保證電壓合格率的前提下降低AVC無效調節次數，從而提升企業精益管理水平。

2　AVC系統無效調節情況調查

對2017年由AVC調節的一次設備動作情況展開分析，發現其中包含無效動作次數9955次，進一步分析AVC無效調節情況，找出導致無效動作的因素集中在以下幾個方面：AVC系統預判不準確、AVC定值不合理、AVC程序異常、AVC算法邏輯不合理、遙測數據變化慢、AVC參數設置不正確。每種因素引起的設備無效動作次數分布情況如圖1所示。

由圖1數據可知，AVC系統預判不準確、AVC定值不合理、遙測數據變化慢這三個因素造成的設備無效調節次數占總無效調節次數的87%，是造成一次設備無效調節的主要因素。

3　要因分析

基於以上數據收集及分析的結論，運用魚骨圖分別對AVC系統預判不準確、AVC定值不合理、遙測數據變化慢的原因進行分析，如圖2所示，可得出造成AVC無效調節的諸多末端因素。

通過查詢歷史數據、查閱台賬資料、核實參數庫正確性、諮詢廠家等方法對所有末端因素進行逐條排查，找出其中起主導作用的原因為：AVC母線參數表中靈敏度設置不正確，測控、遠動裝置運行年限長，追求高電壓合格率而壓縮定值區間，晝夜負荷變化情況考慮不全面，變電站帶牽引變負荷，運行方式調整後未及時更新定值。針對這六個要因，分別提出相應的改進對策並開展實施。

4　對策實施

4.1　針對「AVC母線參數表中靈敏度設置不正確」的對策實施

AVC算法程序規定，若母線參數表中的靈敏度不進行設置，則計算設備調節後的預判電壓時使用程序設定的默認值，該默認值為廠家在其他地區電網運行AVC系統的過程中得到的經驗值。

然而，由於各地電網運行方式和負荷波動情況差別較大，因此若直接使用默認靈敏度，很有可能出現預判不準確的情況，具體表現為：AVC檢測到電壓越限時，出策略對電容器組進行投切，在下發遙控命令之前，先根據公式利用默認靈敏度計算投切電容器組後的預判電壓，若計算結果在合格電壓範圍內，則下發遙控命令；然而實際投切後電壓未恢復到合格範圍，反而產生另一側的越限；之後AVC又出策略，對之前投切的電容器組進行再次投切，結果同樣也因預判不準確導致再次越限。如此，造成設備無效動作。

因此，對於投切頻繁的電容器組，先分析歷史事項，確認其動作原因是電壓越限，然後對比調節前的電壓預判值和調節後的電壓實際值，判斷該設備動作頻繁是否因預判不準確引起。若確因預判電壓不準確導致，則首先查詢近期投切電容器組對母線電壓的影響情況，然後根據預判電壓計算公式，即可推算出靈敏度。

4.2　針對「測控、遠動裝置運行年限長」的對策實施

測控、遠動裝置運行年限長，容易出現遙測上送至主站速度慢的問題，設備調節後，AVC檢測到的電壓無功未及時變化，仍是調節前的越限值，因此造成主變檔位再次調節或連續投切多台電容器組，當變化遙測上送至主站後，便會出現新的越限，導致設備再次動作。

隨着站內裝置達到規定的運行年限，變電站將逐步進行綜自改造。更換測控、遠動裝置後，由裝置老化原因造成的遙測變化慢問題將得以解決。對於暫不具備更換測控、遠動裝置條件的變電站，可通過在主站對AVC系統進行設置，以暫時解決該問題，具體方法包括：

（1）對於有多台電容器組的變電站，若一台可滿足使用要求，可將其餘電容器組閉鎖。

（2）設置設備調節後的閉鎖時間間隔，比如主變檔位調節後，閉鎖1分鐘，然後自動解鎖。可根據每個變電站遙測變化快慢的具體情況設置不同的閉鎖時間。

（3）修改AVC算法周期。對大量遙測變化慢的變電站進行分析後，將系統算法周期由30秒提高至45秒，即適當延長AVC檢測電網電壓無功的周期。

（4）與廠家溝通討論後，對AVC程序進行修改，新增如下閉鎖功能：AVC調節某個設備後，該設備所屬變電站全站閉鎖1分鐘，能緩解設備頻繁調節的情況。

4.3　針對「追求高電壓合格率而壓縮定值區間」的對策實施

若電壓或無功限值設置較窄，設備調節後，越限的電壓或無功雖然回到規定範圍內，但距離另一側的限值很接近，這種情況下，負荷的輕微波動便可能造成新的越限，導致設備在短時間內進行回調，造成無效動作。

因此，對於電壓合格率已經滿足公司要求的母線，不必為追求100%的電壓合格率而將AVC限值壓縮至很窄，可適當放寬限值，在保證電壓合格率的同時避免設備頻繁調節。

4.4　針對「晝夜負荷變化情況考慮不全面」的對策實施

白天時段用電負荷高，此時調節電壓無功設備對電壓的影響相對較小，不容易出現設備頻繁動作的情況。夜間時段負荷低，設備動作後對電壓影響增大，造成越限的可能性也增加，頻繁越限會導致設備無效動作次數增多。針對這一情況，對白天和夜間設置不同的限值，滿足不同負荷情況的運行要求。

4.5　針對「變電站帶牽引變負荷」的對策實施

牽引變電站所帶的負荷為衝擊負荷，這種負荷的峰值可能是平均負荷的數倍，且出現時間很短，極易引起無功設備在短時間內頻繁投切。

針對這種特殊負荷，對其規律進行研究，找到其引起無功較大波動的時段，設置閉鎖條件：即在規定的時段內閉鎖無功調節設備。另外，通過觀察帶牽引變的線路無功曲線，設定合適的閉鎖值：當線路無功大於設定值時，閉鎖電容器組，線路無功小於該值時則自動解鎖，此方法可有效避開衝擊負荷到達峰值時導致的設備動作。

4.6　針對「運行方式調整後未及時更新定值」的對策實施

電網運行方式發生變化後，變電站的負荷情況可能隨之改變，若不及時對AVC定值進行調整，容易出現設備頻繁動作的情況。因此，對於計劃內的運行方式調整，方式專責應提前告知電壓管理專責，後者根據方式調整情況確定是否需要修改AVC定值；對於臨時的運行方式變化，調度員應及時通知電壓管理專責，或暫時閉鎖相關設備。