前言
第1 章地區電網 AVC 繫統概述…………………… 1
1. 1 地區電網 AVC 控制繫統 ………………………… 1
1. 2 電壓無功控制目標和原則 ……………………… 4
1. 3 電壓無功功率控制策略 ………………………… 6
第2 章AVC 控制指令類型優化技術 …………… 13
2. 1 AVC 控制指令類型選擇方法 …………………… 13
2. 2 AVC 控制指令選擇繫統………………………… 17
2. 3 算例驗證……………………………………… 20
第3 章AVC 控制模式優化技術 ………………… 25
3. 1 原有控制模式 ………………………………… 26
3. 2 以全局為目標的電網自動電壓控制技術 …… 28
第4 章AVC 控制目標優化技術 ………………… 37
4. 1 10kV 母線電壓控制目標值優化方法 …………… 37
4. 2 10kV 母線電壓控制目標值優化繫統 …………… 41
4. 3 算例驗證……………………………………… 43
第5 章AVC 連續、 離散設備協調優化技術 …… 46
5. 1 現有 AVC 繫統離散連續變量協調優化方法……… 46
5. 2 基於離散變量連續化的協調優化方法…………… 47
第6 章基於綜合成本的連續、離散協調優化
技術 ………………………………………… 54
6. 1 基於綜合成本的連續、 離散協調優化方法 ……… 54
6. 2 電網綜合成本分析 …………………………… 56
6. 3 自動電壓控制協調優化策略 …………………… 59
6. 4 改進遺傳算法求解 …………………………… 62
6. 5 算例驗證……………………………………… 66
第7 章特高壓直流近區電網AVC 優化控制
技術 ………………………………………… 76
7. 1特高壓直流近區多級電網協調自動電壓控制
方法 ………………………………………… 77
7. 2 特高壓直流換流站電壓無功功率協調控制方法 … 89
第8 章山地電網 AVC 優化控制技術 …………… 94
8. 1 分區 ………………………………………… 96
8. 2 選擇控制模式 ………………………………… 96
8. 3 220kV 電壓控制模式…………………………… 99
8. 4 10kV 電壓控制模式…………………………… 104
8. 5 220kV 無功功率控制模式 …………………… 106
第9 章山地電網 AVC 優化控制繫統開發……… 109
9. 1 技術要點 …………………………………… 109
9. 2 整體結構 …………………………………… 109
9. 3 維護說明 …………………………………… 111
9. 4 界面說明 …………………………………… 117
9. 5 地調 AVC 接入電廠協調數據說明……………… 118
第10 章風、水電站接入地區電網AVC 繫統
測試情況 ………………………………… 121
10. 1 試點應用情況 ……………………………… 121
10. 2 寶蓮風電場 AVC 子站繫統測試 ……………… 123
10. 3 白雲水電站 AVC 子站繫統測試 ……………… 137
第11 章試點應用效果 …………………………… 150
11. 1 10kV 母線電壓合格率 ……………………… 150
11. 2 220kV 母線電壓合格率 ……………………… 152
11. 3 電網輸送功率損耗 ………………………… 153
11. 4 無功功率動態支撐 ………………………… 153
11. 5 電網建設投資成本 ………………………… 155
第12 章地區電網風、水電協調電壓無功控制
實用化措施 ……………………………… 156
12. 1 風電站接入電網 AVC 繫統測試 ……………… 156
12. 2 水電站接入電網 AVC 繫統測試 ……………… 167
12. 3 地區電網風、 水電協調電壓無功控制策略 …… 175
參考文獻 …………………………………………… 181

自動電壓控制(AVC) 是現代電網電壓、無功功率控制的主要繫統, 通過對並網機組、電網動態無功功率補償設備、並聯電容/ 電抗器、變壓器等無功設備的自動統一調控, 提高電網電壓質量、降低網損, 保證電網安全經濟優質運行。省級電網(220kV 及以上) AVC 繫統主要控制對像為常規水火電廠。而對於地區電網(110kV 及以下), 由於參與AVC 控制的常規水火電廠一般以220kV 及以上並網, AVC 繫統的主要控制對像是變電站中並聯電抗器/ 電容器和變壓器分接頭這類離散設備, 控制對像單一、控制策略簡單、控制效果有限。隨著國家“雙碳” 目標和“構建以新能源為主體的新型電力繫統” 戰略的提出, 大量的無功功率可連續調節的風電、光伏等新能源電站並入110kV 及以下電網。這些新能源的大量並網既給電網帶來了新的擾動源也給電網帶來了新的可調控資源, 給地區電網電壓無功功率控制帶來了新的挑戰和機遇。地區電網自動電壓控制技術亟需根據這一新情況進行調整和優化。針對這一情況, 編寫組團隊多年在地區電網自動電壓控制技術方面開展深入研究, 取得了一繫列成果,並在湖南省地區電網開展了示範應用。本書介紹了針對現有的地區電網AVC, 在控制指令類型、控制模式、控制目標、連續/ 離散變量協調方面所提出的優化方法; 介紹了針對特高壓直流換流站和山地等特殊的地區電網提出的相應優化控制方法; 介紹了所提控制優化技術在一個典型山區電網工程應用情況和風、水電站AVC 測試情況。期望通過本書的介紹, 促進自動電壓控制技術的發展, 對電力繫統電壓無功功率管理工作提供借鋻參考。
鋻於編者的水平有限, 書中難免會有不妥之處,懇請同行及讀者給予批評指正, 十分感謝。
編者
2021 年10 月