第 1 章 绪 论
1.1 课题背景与研究意义
随着南昌电网规模日益扩大，长距离输电线路越来越多，使得南昌电网无功电压调节难度增大。从目前江西电网无功电压控制的发展来看，无功电压控制模式正由倚靠人工经验控制转为智能自动化控制，由单机、分散式控制转为集中、网络分布式控制。 目前，南昌电网的电压及无功调节基本上是通过值班人员根据经验判断电网运行情况，并下达操作命令来实现，一般是不同季节，每日分为不同的几个典型时间进行粗略的控制。由于所辖厂站众多，调节工作量大，调节效果不理想，电压合格率、功率因数合格率相对较低，线损率偏高，进一步提高电压合格率、功率因数合格率及降低线损率均遇到障碍。 AVC 运用 E8000 系统传输的即时信息，在保障每个监测点电压达标、省网关口功率达标的基础上，站在全网的高度，进行电压无功优化控制，达成了无功的划分阶层的最优化配置，针对性的调节分接开关控制频率、电容器投切频率最低、输电线损最低及电压合格率最优的综合改善要求。AVC 经过以全网改善为目标的调节策略处置后形成了有载调压变压器分接开关控制、无功补偿设施投切的调节命令，转发监控自动化系统后执行，进而达成了对电网里每个变电所的电压调节设备及无功补偿设施的统一管控、分层调节，完成了整网电压无功的闭环调节。 伴随电网的深入变革、用电品质的日益提高，仅仅依靠监控员凭经验对电网运行情况进行判断并下达控制命令来实现电压无功控制的方式已经不能满足当前的需求。南昌电网亟需建设 AVC 系统来解决上述问题。
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1.2 国内外研究情况
现在，全球范围内的自动电压调节模式通常分成两类：1、两级电压调节：调控中心集中部署，把调节指令直接下达至有关终端，实现整体的电压调节。采用此形式的有德国的 RWE 电力公司等企业。优势是构成不再繁琐，便于达成；劣势是过度依赖电能量管理系统的高精应用功能，稳定性得不到保障。2、三级电压调节：以控制全网为目标进行统一决策；二级区域控制中心以尽可能完成调控中心下达的调节策略为任务，在此基础上，参考分区无功实时存储和平衡，只采集一定地域内的遥测信息作为策略的录入数据，以区域为最小模块实现电压闭环调节；一级电压调节装置设在变电站内，实施二级区域下达的调节指令，完成电压控制的过程。采用此方式的有法国的 EDF、意大利电力、我国的浙江电力等。优势是对电能量管理系统的高精应用功能不再过度依赖，运转稳定性好，并且保障平台的可靠性和稳定性；劣势是相对于直接电压调节，其结构较冗繁[1]。下面就代表上述两种控制模式典型自动电压控制系统作简要对比。
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第 2 章 南昌电网无功优化控制原理
2.1 三级电压控制模式
法国 EDF 提出的三级电压控制模式拥有较好的控制效果，运用相对普遍，可因为中国电网构建速度惊人，网架构成也就难免在变化中生存，而三级电压控制模式的区域划分属于“硬分区”模式，不易满足电网的转变。所以，清华大学指出了以“软分区”为前提的三级电压调节形式，此形式已在中国网、省级电网中得到广泛应用，并成功推广到北美 PJM 电网的电压控制中。由于地区电网本身具有 220k V 主网环网运行，110k V 电网辐射运行的特点，因此地区电网已经具备了天然的分区特性，这种“分区”也是随着电网的运行方式变化的。所以，以软分区为基础的三级电压调节形式也能够符合区域性电网的智能电压调节的需要[2]。系统的总体控制模式如下图 2-1 所示。该模式是基于整体电压无功改良运算，对区域电网实施整体的无功电压改良，运算范畴涵盖了区域性电网 EMS 里创建体系的 220 千伏和其下区域电网体系。整体无功改善运用全网最佳潮流运算，以区域性电网能够调节的 220 千伏变电站及区域性的电厂为控制方法论，以母线电压达标、潮流稳载为限制要求，得到全网网损最低的改良运营形式。最佳潮流运算成果为整网电压的改良任务值，此电压改良任务值确保在电压评测的范围内，并且符合无功布局最佳，达成减少网损的调节要求[3]。在实施整网无功改良运算的过程中，务必把将部署下达的端口无功、联络线无功或重要母线电压等控制命令，当作限制要求来计算在内，进而达到和上级部署的调节保持一致。以整体无功改良产生的母线电压为调节任务，平台依据电网的运行形式，对区域内电网实施分区调节。因为区域电网通常为辐射形式来实现，也就是 220 千伏并环，110 千伏解环，通常以一座高压的 220千伏变电站引出诸多低压的 110 千伏或 35 千伏变电站, 所以电网拥有得天独厚的分区性。相同的空间内的设施于无功电压调节方面耦合度相对高，区域间的设备耦合性则相对较弱，在符合电网无功分层分区控制原则的前提下，这种分区是实时对照电网运转模式在线自主实现的，是一类“软分区”形式，对于电网的持续性和变化性都奠定了坚实的基础。
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2.2 本章小结
本章介绍了南昌电网 AVC 系统基于全局无功电压优化的三级控制原理。该原理是基于整体电压无功改良运算，对区域电网实施整体的无功电压调整，运算范畴涵盖了区域性电网的 220 千伏及以下变电站，以确保母线电压合格、无功就地平衡为约束条件，实现全网网损最低的调节模式。
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第 3 章 南昌电网 AVC 系统结构及控制策略.........10
3.1 南昌电网 AVC 系统结构......10
3.1.1 数据采集模块.......10
3.1.2 滤波模块..........11
3.1.3 决策模块............12
3.1.4 方案执行模块.......13
3.1.5 安全监视模块....13
3.2 南昌电网 AVC 系统控制目标与策略 .........14
3.3 AVC 系统的控制界面及基本功能.......20
3.3.1 功能展示 ............20
3.4 本章小结......30
第 4 章 南昌电网 AVC 系统实施及效果分析........31
4.1 南昌电网 AVC 系统实施情况......31
4.2 南昌电网 AVC 系统参数设置及运行分析......32
4.3 本章小结......38
第 5 章 结论与展望.... 39
第 4 章 南昌电网 AVC 系统实施及效果分析
4.1 南昌电网 AVC 系统实施情况
南昌电网区域无功电压优化控制 AVC 系统的建设涉及到自动化、调度、运方、继保等多个专业，是一项繁琐复杂、安全性要求极高的工作。该工程自启动以来，受到了各级领导的高度重视，我公司专门召开会议对系统建设工作进行详细部署，并成立一支“AVC 建设技术团队”，全力支持系统建设工作，在系统建设过程中各专业紧密配合、通力合作，使得各项工作能够顺利铺开，有序进行[35]。项目实施由下面几个阶段构成：本阶段工作主要明确项目建设内容，确认系统功能规范和硬件配置；完成需求分析，并确定工程进度及各个时间节点的人员安排。主要工作内容如下： 2013 年 3 月，调控中心与清大高科签订南昌电网区域无功电压优化控制AVC 系统建设合同。4 月 6 日，调通中心有关技术人员赴北京清大高科司参加南昌电网区域无功电压优化控制 AVC 系统第一次设计联络会议，初步确定 AVC系统各个功能模块的建设需求，并对 AVC 工程建设做出具体部署。本阶段工作主要包括 AVC 系统在清大高科的生成开发，以及系统图模、数据库的制作与导入，系统硬件软件功能测试与性能测试等。主要工作内容如下： 2013 年 4 月至 7 月，系统建设人员完成南昌电网潮流图、地理接线图、以及南昌地区 110 千伏及以上变电站（发电厂）一次接线图的绘制及数据库制作。 5 月 13 日，调控中心组织自动化、地调、运方等专业召开调度 EMS 系统AVC 子系统运行管理规定讨论会。
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结论
南昌电网 AVC 系统作为南昌电网地县调控一体化 E8000 系统的子系统，全面支持南昌“大运行”体系建设要求，达成了南昌电网空间无功电压的改良调节，是落实“三集五大”重要部署的载体。它不仅为企业节约大量的系统建设投资与运行维护成本，更有效增强南昌电网电压无功管理水平，提高生产运行的集约化水平。它的上线运行将会极大地提升南昌电网调度自动化的技术支撑水平与技术、管理创新能力，进一步加快一体化电网调度体系的建设步伐。本文结合南昌电网自动电压控制系统工程实际，从控制原理、控制策略研究、应用效果等方面进行了较深入研究和分析。具体总结如下：
1、南昌电网 AVC 系统基于全局无功电压优化的三级控制原理。
2、介绍了南昌电网 AVC 系统的结构及控制原理。该系统主要由数据采集模块、滤波模块、决策模块、方案执行模块、安全监视模块五大模块组成，根据分区调压原则，对电网的中心电压进行监控和输出调整措施。采取全局无功电压优化的控制策略，从母线电压、关口功率因数等方面阐述了 AVC 系统策略。在 AVC 控制策略确定后，再对控制设备进行了分析和明确，完成了对南昌电网 AVC 系统的全面介绍。
3、分析了 AVC 系统的应用效果，自 AVC 投运以来，南昌电网城市电压合格率、220k V 关口功率因数合格率较往年有显著提升，应用情况良好。
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参考文献（略）