最新AVC自动电压无功控制解析
AVC系统电压无功控制策略
AVC系统电压无功控制策略AVC（Automatic Voltage Control）系统是电力系统中用来实现电压无功控制的重要设备。
它主要通过调整发电机励磁和无功补偿装置的装置来维持电力系统中的电压稳定性。
在电网负载变化、短路事故和其他突发事件时，AVC系统能够迅速调整电力系统的电压，维持系统的稳定运行。
1.发电机励磁控制：AVC系统能够通过调整发电机励磁电压的大小和相位来控制发电机的无功功率输出。
当电力系统电压过低时，AVC系统通过提高发电机励磁电压来提高无功功率输出，从而提高电压水平。
当电力系统电压过高时，AVC系统通过降低发电机励磁电压来降低无功功率输出，从而降低电压水平。
2.无功补偿控制：AVC系统能够通过控制无功补偿装置（如电容器和电抗器）的投入和退出来调整电力系统的无功功率。
当电力系统电压过低时，AVC系统可以投入无功补偿装置来提供额外的无功功率，从而提高电压水平。
当电力系统电压过高时，AVC系统可以退出无功补偿装置来减少无功功率，从而降低电压水平。
3.调压器控制：在电力系统中，调压器用于控制变压器的输出电压。
AVC系统可以监测电网电压的变化，并及时调整变压器的调压器设置来调整输出电压。
通过调整调压器设置，AVC系统可以在电网电压波动时有效地维持变压器的输出电压稳定。
4.监测和保护功能：AVC系统还具有对电力系统电压的监测和保护功能。
它可以实时监测电网电压的变化，并根据设定的保护参数来判断是否存在电压过高或过低的情况。
当电压过高或过低时，AVC系统会通过相应的控制策略来调整电网电压，以保护电力系统的安全运行。
1.基于遗传算法的优化控制：这种控制策略通过遗传算法来求解电力系统无功控制的最优解。
遗传算法根据系统的控制目标和约束条件，通过模拟生物进化过程来最优解。
这种控制策略可以在复杂的电力系统中获得较好的控制效果。
2.基于模糊逻辑的控制：这种控制策略通过建立模糊逻辑控制模型来实现电力系统的电压无功控制。
自动电压控制(AVC)的新方法
自动电压控制(AVC)的新方法为了提高电网运行水平，满足用户对电压质量的要求，提出了现代电网自动电压控制（A VC）的新方法。
该方法基于经济压差（△U J）的概念及△U J优化无功潮流算法，通过集中控制、分散控制或两者相结合的手段实现区域无功平衡和全网运行电压最优及网损最小。
介绍了基于△U J优化无功潮流的A VC原理方法及实施策略。
举例说明了实施A VC后电压质量的提高和网损降低的效果。
指出在现代电网中推行A VC势在必行。
（关键词）自动电压控制A VC 经济压差0前言为了确保现代电网对用户提供优质的电能，必须依赖两大自动控制系统。
一个是AGC（自动发电控制），它是保证电网频率质量和联络线交换有功功率偏差所必须的；一个是A VC（自动电压控制），它是保证电压质量和联络线交换无功功率偏差所必须的。
什么叫A VC？即每一个发电厂和变电站都通过一种电力系统型电压无功调整装置（VQC）自动调整无功出力和变压器分接头，使注入电网的的无功值为电网要求的优化值，从而使全网(含跨区电网联络线)的无功潮流和电压都达到要求，这种VQC的集成称之为A VC。
实施A VC，可以实现以无功优化潮流和变压器优化变比为基础，达到高质量的电压、低损耗的网损，提高电网的安全、优质、经济运行水平，减轻运行人员的劳动强度。
本文介绍的A VC，即安全电压约束下的全网最优电压无功控制，是在开发了经济压差（△U J）优化无功潮流程序后提出的。
它以全网最优电压无功为目标，改变了以本站电压为目标的传统的调压方式；无功按电压分层，层次分明，建立了区域无功平衡新概念。
A VC有两种类型，一是集中控制型，即在电网调度自动化系统（SCADA/EMS）与现场调控装置间闭环控制实现A VC；一是分散控制型，即单独在现场电压无功控制装置（VQC）上的计算模块与调控模块间闭环控制实现A VC；A VC是一项先进的系统控制技术，是电网电压无功控制发展的最新成果。
火力发电中的自动电压控制AVC技术分析
TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2023年9月下 137火力发电中的自动电压控制AVC技术分析王锦国能太仓发电有限公司 江苏 太仓 215433摘 要 伴随着经济的发展和电网的扩展，由于电压越限时间过长，以及无功补偿设备过多，区域电力负荷快速增加，这就导致了配电网所承载的传输电路极易发生故障，进而对用电用户的用电质量产生了影响。
在火力发电厂的运行过程中，厂用电是制约其技术发展与运行的重要因素，自动电压控制（AVC）系统的应用对火力发电厂厂用电有比较明显的影响，因此，文章就上述内容展开分析。
关键词 火力发电；自动电压控制；AVC技术Analysis of Automatic Voltage Control (A VC) Technology in Thermal Power Generation Wang JinCHN Energy Taicang Electric Power Co., Ltd., Taicang 215433, Jiangsu Province, ChinaAbstract With the development of economy and the expansion of power grid, due to the long-term voltage limit violation and the excessive number of reactive power compensation equipment, the regional power load increases rapidly, which leads to the failure of transmission circuit carried by the distribution network, and accordingly affects the power quality of electricity users. In the operation process of thermal power plants, plant electricity consumption is an important factor restricting its technological development and operation. The application of automatic voltage control (A VC) system has a more obvious impact on thermal power plant power consumption, therefore, this paper analyzes the above content.Key words thermal power generation; automatic voltage control; A VC technology引言随着电力需求的增长和电力系统规模的扩大，火力发电站的AVC 技术变得越来越重要。
发电厂自动电压控制系统(AVC)的应用分析
发电厂自动电压控制系统（AVC）的应用分析文摘:随着自动化技术的快速发展，电力部门也采用了自动化电力生产设备，能够满足人民的用电需求。
伴随着超高电压的产生，电压不仅是电网质量的标准之一，同时也是实现高质量用电安全的重要方面。
所以，自动电压控制系统就成为了电力部门控制电压的重要设备。
关键词:电厂；自动化实施；自动电压控制系统自动电压控制（Auto Voltage Control）是指利用计算机系统、通信网络和可调控设备，根据电网实时运行工况在线计算控制策略，自动闭环控制无功和电压调节设备，以实现合理的无功、电压分布。
1原有的电压管理模式及存在弊端传统发电厂的电压考核管理方式主要是调度中心按照用电高峰、低谷等不同时段来控制电压范围，按照不同季度下达电压指标，电厂则根据曲线的需求实行二十四小时监控，实现电压输出，进而维持电压在规定的范围内，这种管理方式在当初获得了很好的效果，但是随着社会经济的变化，电网结构也发生了很大变化，这种电压管理方式的很多问题也被暴露出来，影响了电力企业的发展。
具体的问题如下：一是供电参考的电压曲线是在离线的情况下确定的，不能够真实地反映出电网实时状态，那么根据离线曲线来调整电压则会造成很多问题，甚至出现安全隐患。
二是电压设备运行人员并不能够实时地监控电压情况，而且调整是由人工完成的，强度比较大，而且人的主观判断和实际需要还存在着差异，调整的时候也不能够做到准确无误。
三是电厂之间无功调节对电压的影响很大，调节的时候容易造成结果出入，导致电网输出不经济。
这些问题的存在都会对电网的安全运行造成威胁，甚至对电网造成损害。
2 发电厂自动电压调控的实现原理电压自动控制系统主要就是从全局的角度出发，对电网无功电压以及无功功率进行控制，进而实现电厂的电压和功率的自动化调节。
该系统每隔五分钟就会对电网内部的机组下发调整命令，电厂的中控单元则会根据电压的调整量计算出无功功率的目标值，进而实现合理化分配电机组的目标，通过对各种约束条件的分析，计算出脉冲的控制区域并把指令发到该系统的终端上，执行终端输出的信号，进而实现自动调节电网的无功功率以及电压，能够保证电压满足电网供电输出的需要。
风电场AVC自动电压无功控制概述
风电场AVC自动电压无功控制概述摘要：随着风电场装机容量的增大，并网风电场及其接入地区电网的安全稳定运行日益受到关注，其中一个重要方面就是风电系统的电压和无功功率问题。
大规模风电并网会引起电网电压波动，尤其以接入点的电压波动最为突出。
显然，抑制风电场接入点电压波动需要建立风电场级的AVC（自动电压控制Automatic Voltage Control）系统，这对保障电能质量、提高输电效率、降低网损、实现系统稳定而经济运行、顺应社会发展、共创和谐社会有着长远的意义。
关键词：风电场；AVC；无功控制一、系统架构风电场无功电压控制系统的控制对象包括风电机组、无功补偿装置（SVC、SVG等）以及升压变电站主变压器分接头三部分。
风电场自动电压控制系统应能合理分配风电机组、无功补偿装置的无功出力均衡，保证风电场设备在安全稳定运行的前提下，实现动态的连续调节以控制并网点电压，满足电网电压的要求。
（一）AVC子站控制终端接收调度AVC主站系统的各种遥调指令，并可靠、准确执行，同时将子站相关信息上传到AVC调度主站。
AVC子站系统具有分析和计算功能，通过特定优化策略完成无功在受控源间的分配，达到调压的目的。
子站建立了完整可靠的安全约束条件，从而完成正确的动作。
（二）AVC子站控制终端可以实现对多个无功源的协调控制，同时AVC子站还可以进行进一步的优化，充分考虑设备电气特性、操作特性、设备寿命等因素，结合风电场和电网运行状态采取适合的措施快速响应调节要求。
（三）AVC子站系统控制终端与站内综合自动化系统、风电机组监控系统、无功补偿装置控制器、并联电容器等监控对象相连，完成信息采集和控制调节的功能。
二、风电场AVC控制目标、控制对象及控制模式（一）控制目标AVC子站以风电场高压侧母线电压或上网无功功率为控制目标。
（二）控制对象AVC子站依据调度AVC主站下发的高压母线电压，具备自动对风电场内各种无功设备进行无功电压协调控制的功能。
浅谈智能电网无功电压自动控制AVC系统
浅谈智能电网无功电压自动控制AVC系统摘要：经济的发展，城市化进程的加快，人们对电能的要求也逐渐增加。
目前，我国普遍使用的电压无功自动调节系统主要是变电站软件 VQC，无功电压控制装置 SVQC，这是一种比较传统的系统，随着我国电力系统工程的发展，这种系统越来越不能满足社会发展的需要，不足之处也渐渐暴露出来。
为了提高我国电力系统运行的安全性和经济性，保证电能质量。
本文就智能电网无功电压自动控制AVC系统展开探讨。
关键词：智能电网；无功控制系统；AVC引言无功电压自动控制（ AVC ）系统是利用计算机和通讯技术，对电网中的无功资源以及调压设备进行自动控制，以达到保证电网安全、优质和经济运行的目的。
因此，加强 AVC 系统的运行管理，能够使 AVC 系统正确的动作，合理调节主变分接开关、发电机无功出力、投切电容器，使得电压合格率最高和输电网损率最小。
1 电网运行中对无功功率的具体要求（1）系统电压必须大于某一最低数值，以保证电力系统静态和暂态的运行稳定性，以及变压器带负荷调压分接头的运行范围和厂用电的运行；（2）正常情况下，电网必须具有规定的无功功率储备，以保证事故后的系统电压不低于规定的数值，防止出现电压崩溃事故和同步稳定破坏；（3）保证系统电压低于规定的最大数值，以适应电力设备的绝缘水平和避免变压器过饱和，并向用户提供合理的最高水平电压；（4）大机组无功出力分配必须满足系统稳定的要求，单机无功必须满足P-Q曲线，保证机组安全运行；（5）满足上述电压条件下，尽可能降低电网的有功功率损耗，以取得经济效益。
发电机组励磁调节系统是电力系统中最重要的无功电压控制系统，响应速度快，可控制量大，无论是正常运行时保证电压水平和紧急控制时防止电压崩溃，都起着重要的作用。
发电机无功出力与机端电压受其励磁电流的影响，当励磁电流发生改变时，发电机的无功出力与机端电压也随之增减，并通过机端变压器进一步影响到母线电压的高低，励磁电流的增减可通过改变励磁调节器(AVR)给定值实现。
解析自动无功电压控制系统
解析自动无功电压控制系统电压的稳定对于保证国民经济的生产，延长生产设备的使用寿命有着重要的意义，而减少无功在线路上的流动，降低网损经济供电又是重要目标，因此随着负荷的波动对电压与无功调节需求往往很频繁，如果由人工进行调节干预，则一方面增加监控运行人员的负担，另一方面靠人工去判断操作很难做到调节的合理性。
自动无功电压控制（AVC）系统是从全网角度分层、分区对电压和无功进行协调优化控制，从PAS网络建模获取设备及网络模型、从SCADA获取实时采集数据并进行在线分析和计算，在确保安全稳定运行的前提下，对全网无功电压状态进行集中监视和分析计算，从全局的角度对有载调压变压器分接头、可投切容抗器等无功电压设备进行集中监视、统一管理和在线闭环控制，实现电网所有无功装置自动调节，是保证全网电压合格率、降低调度集控人员劳动强度、提高系统电压稳定控制水平和电网运行经济性的有效技术手段。
1、AVC系统应用的必要性由于电压调节的管理模式一直沿用着传统的地域分散控制形式，所以现在电网结构逐渐的表现出一系列的弊端，主要的问题有：（1）一部分变电站的母线电压控制依靠调度监控人员的人工调节，运行人员需要时刻监视系统电压情况，并进行人工调整，工作强度大，阶梯性调节无渐变性会造成电网电压波动大，造成变电站的电压合格率较低。
（2）一部分变电站靠站内VQC装置自动调节。
由于VQC装置只对本站内10kV母线电压进行控制，如果要实现全部变电站的10kV母线电压自动控制,每个变电站都需要安装一套，建设所需要的资金量和人工非常大，而且VQC装置只能保证本站内的母线电压不会越限，无法从全网优化角度考虑，其全面推广应用有较大的局限性。
（3）电厂之间，由于各电厂只关注自身母线电压，没有从全局角度协调无功分配，造成不必要的有功损耗。
各厂、站无功电压控制没有进行协调，造成电网运行不经济。
AVC系统投入后可以有效的抑制上述问题：（1）无需人为监视调节，消除了人为因素引起误调节的情况，有效降低了运行人员的工作强度。
浅析电压无功自动控制系统(AVC)实际应用及优化措施
浅析电压无功自动控制系统（AVC）实际应用及优化措施摘要：电能是一种特殊产品，它具有不可存储性、产供销同时性以及产品的社会公益性，因此，电能质量出现问题，将直接影响到人民群众的生产与正常生活。
而电压是衡量电能质量的一项重要指标，保证用户的端电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一。
关键词：电压无功控制系统；策略优化；D5000；问题导言：在变电站主要的调压手段是调节有载调压变压器分接头位置和控制无功补偿电容器。
以变电站为单位，通过调节有载调压变压器分接开关和投切并联电容器组，实现调节电压合格和无功平衡的目的。
然而无功调节和有载调压并不是相互独立的问题，它们之间存在着关联性，只有将这两种调节手段结合起来进行综合性的调节才有可能达到良好的控制效果。
1.AVC系统概述电网电压无功自动控制（AVC）系统基于智能电网技术支持系统（D5000）调度自动化平台，其主要功能是在保证电网安全稳定运行前提下，保证电压和功率因数合格，并尽可能降低系统因不必要的无功潮流引起的有功损耗。
AVC与D5000平台一体化设计，从PAS网络建模获取控制模型、从SCADA获取实时采集数据并进行在线分析和计算，对电网内各变电站的有载调压装置和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制，实现全网无功电压优化控制闭环运行。
2.AVC系统主要功能和构成2.1 AVC系统主要功能在网络模型的基础上，根据SCADA实时遥信信息，实时动态跟踪电网运行方式的变化，正确划分供电区域，实现动态分区调压；程序既可闭环运行，也可开环运行；提供方便的图形界面，对程序的控制参数进行修改；具有良好的数据库在线管理、维护和修改功能；调节手段已用完，而电压还处于不合格状态时，将给出无法满足要求的电压点的信息；发遥控命令后，报警提示信息；具有事件记录功能，可记录所有的系统事件，调节事件和异常报警事件；统计变压器的自动调节次数，电容器的自动调节次数及调节时刻。
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四、电网AVC系统的优点
电力系统自动电压控制系统(AVC)是电网调度 自动化的有机组成部分，应用先进的电子、 网络通讯与自动控制技术，通过AVC对发电 机无功出力进行实时跟踪调控，对变电站 无功补偿设备及主变分接头进行适时调整， 有效地控制区域电网无功的合理流动，优 化电网内无功潮流的分布,改善电网整体的 供电水平，是提高电压质量，减少网损， 降低运行人员的劳动强度的重要手段。
站的控制指令，并向主站回系统，由调度中 心AVC主站直接给出对电容器、电抗器和变 压器有载调压分接头的遥控遥调指令，利 用现有的SCADA通道下发，并通过变电站监 控系统闭环执行，监控系统应对被控设备 设置远方/就地控制切换压板，并具有必要 的安全控制闭锁逻辑判断功能。控制指令 包括对电容器、电抗器的投退命令（遥控） 或者对有载调压分接头档位的调节命令 （遥调或遥控）。
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.迄今为止,主要有3种控制模式.
1.1 两层模式
文献[2]介绍了德国RWE进行在线实时的最 优潮流应用的情况.从1984年开始,RWE在控制 中 心利用最优潮流对于电网的无功分布情况进 行调 整,在状态估计的基础上,优化每小时启动一次 (或 者由调度员手工启动),给出对控制变量的调节 策 略.在这种控制模式下,系统一级的控制策略仍 然是 通过发电机的AVR等本地控制设备完成的,因
变电站AVC功能要求
控制方式 变电站自动电压控制有集中控制和 分散控制两种主要方式。
AVC主站
AVC master station指设置在调度（通信）中
心，用于自动电压控制（AVC）分析计算并
发出控制指令的计算机系统及软件。
AVC子站
AVC slave station指运行在电厂或者变电站的
就地控制装置或软件，用于接收、执行主
AVC自动电压无功控制
一、AVC自动电压控制定义
AVC是自动电压控制（Automatic Voltage Control）
的简称。 它是利用计算机和通信技术，对电网中 的无功资源以及调压设备进行自动控制，以达到 保证电网安全、优质和经济运行的目的。
二、AVC功能
AVC装置的功能是：(AVC)装置作为电网电压 无功优化系统中分级控制的电压控制实现 手段,是针对负荷波动和偶然事故造成的电 压变化迅速动作来控制调节发电机励磁实 现电厂侧的电压控制,保证向电网输送合格 的电压和满足系统需求的无功。同时接受 来自省调度通讯中心的上级电压控制命令 和电压整定值,通过电压无功优化算法计算 并输出以控制发电机励磁调节器的整定点 来实现远方调度控制。
五、电网AVC系统的缺点
运行中的AVC的限制条件为：
(1)受发电机电压最高、最低限制；
(2)受6KV厂用电压的限制；
(3)受系统电压的限制； (4)受发电机功率因数的限制等。
对发电厂无功进行调节，AVC子站采用如下两 大类控制思想，一种是由折算的总无功， 经计算直接确定出各机组的无功目标进行 快速直接调节，另一种是采用对总无功目 标在机组间按一定的原则分配；同时又充 分考虑母线电压和母线电压目标的差值， 对机组进行变步长的智能调节控制，对机 组进行增减磁的调节速率是由母线电压目 标和当前母线电压的差值自动调节确定。
AVC原理接线图
三、AVC控制原则
1、首先保证电网安全稳定运行
2、保证电压合格 3、降低网损
PVC为本地控制，主要是无功电压控制设 备，如发电机自动电压调节器、静止无功 补偿器、静止无功发生器等。这些设备通 过维持电压或无功为设定值进行无功电压 的瞬时快速调控，时间以秒计 SVC为区域控制，一般设置在区域调度 中心，其主要作用是协调区域内各一级电 压控制设备的工作。控制目标是当系统中 变化
分散控制方式
借助变电站侧已经建设的VQC系统或监控系 统中已有的电压控制模块，经改造升级为 具有完善安全闭锁控制逻辑的AVC子站，主 站侧不给出电容器、电抗器和有载调压分 接头的具体调节指令，而是下发电压调节 目标或无功调节目标，子站根据此目标计 算对无功调节设备的控制指令并最终执行
AVC在变电站的应用
框图
优缺点
这种控制模式 比较简单,投资
2) OPF作为静态优化计算功能,主要考虑电 压上下限约束和网损最小化.如果完全依赖 OPF,则 AVC难以对电压稳定性进行协调.当负荷重载 时, 优化后的发电机无功出力可能搭界,无功裕度 均衡 度不好,使系统承担事故扰动的能力下降.因此, 如 果完全依赖OPF,无法确保电压稳定性.
1.2 基于硬分区的三层控制模式
法国EDF的三级电压控制模式的研究和实施 始于上世纪70年代,经历了30余年的研究、开 发和 应用.在1972年国际大电网会议上,来自EDF(法 国电力公司)的工程师提出了在系统范围内实 现协 调性电压控制的必要性.文献[4]详细介绍法国 EDF以/中枢母线0、/控制区域0为基础的电压 控制 方案的结构,其基本思想如图2所示.
框图
优缺点
三层电压控制模式在法国[3]、意大利[4]、比 利 时[5]都得到了较好的应用.和两层电压控制方 案相比, 三层电压控制模式最大的变化在于利用无功 电压的区 域特性将电网划分成了若干彼此解耦的控制 区域,并 在此基础上实现分级分区电压控制,整个控制 系统由
这种方式的不足在后续 的应用中日益明显.区域二级电压控制(SVC)是 基 于无功电压的局域性而开发的,其控制质量在 根本 上取决于各区域间无功电压控制的解耦程度. 随着 电力系统的发展和运行工况的实时变化,设计 时认 为相对解耦的区域并非一成不变,而且控制灵
相对缓慢的负荷变化或者区域网络结构变化 导致区域的主导节点电压发生变化后，根据 三级电压控制器确定的主导节点参考值电压， 按照预定的控制策略，以某种协调方式重新 设置区域内控制无功电源的电压参考值，以 达到系统范围内良好的运行性能，控制时间 一般为几分钟； TVC是电压分级控制中的最高层，属于 全局控制。它以调度中心的EMS为决策支持 系统，以全系统的经济运行为优化目标，并 考虑稳定性指标。协调好系统运行的安全性 和经济性的关系。通过OPF，TVC给各个二 级电压控制区域主导节点的电压参考值，供 SVC使用。控制时间一般为十几分钟到几个 小时。