智能电网的智能自动电压控制技术(1)

1 智能电网

近几年在世界范围内兴起的智能电网， 是指用先进的通信、信息、网络、传感器、分布式电源、分布式计算技术等一切可以为我们所应用的先进技术和传统的电网技术相结合，使电网具有一种思维、分析、判断、决策、控制的功能，无论在什么情形下，电网都能自动快速准确的进行自控，因而电网就能更安全、稳定、高质、高效，更人性化的运行， 能够自如的应对 21 世纪来自各方面的挑战，这就是智能电网，也称为绿色电网，可持续发展的电网，社会各方面都能受益的电网。智能电网应该涵盖电网的发、输、变、配、用电各个环节，涵盖各级电压的电网。

2 智能自动电压控制

电网有三大控制系统，安全稳定控制系统、自动发电控制系统( Automatic Generation Control-AGC ) 和 自动电压控制系统(Automatic Voltage Control -AVC)。因此按照智能电网的标准建设的 AVC，是智能 AVC (SmartAVC)，是智能电网的重要内容之一。SmartAVC 把我国独有的经济压差(△UJ)无功潮流计算技术与先进无功动态补偿装置相结合组成 SmartASVC。ASVC 是无功就地平衡补偿、电压波形对称补偿与谐波补偿一体化装置。Smart AVC 是使电网无功电压控制的全过程达到智能化的过程。

2.1 Smart AVC 的目标

(1)实现电网安全稳定运行，降低电压崩溃事故大规模停电风险;

(2)提高电能的电压质量，全网全方位电压合格率统计达到 95%以上;

(3)提高输电效率，最大限度的降低线路损失，全网线损率达到5.5%，年节约线损电量 700 亿 kWh;

(4)提高用户的用电的效率、可靠性;

(5)提高供电设备利用率 10%~15%;

(6)实现绿色电网，年减少工业粉尘及二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳等气体排放量 2 亿吨左右，节约电网无功补偿投资 300 亿元。

2.2 Smart AVC 的特征

(1)无功优化。

无功实时就地平衡特征。即组成电网的发电厂、输电线路、变电站与用户等 4 个元件的发电厂、变电站与用户各自做到无功实时就地平衡， 输电线路的过剩无功在本线两侧等量补偿。

(2)柔性控制。

变电站与用户均使用先进无功动态补偿装置进行无功实时平衡与电压正弦波形控制。

(3)高质量、高效率。

电压质量与线路损失率同时抵达最佳状态。电能质量、供电电压偏差及波形同时高质量。

(4)先进的预防机制。

实时无功平衡机制。△UJ 无功潮流提高了全网平均电压水平，提高了电压稳定储备系数;消除了局部低电压运行发生电压崩溃的隐患。

(5)自适应功能。

分布式计算功能。就地计算结果达到全网无功优化要求，且不受通道或电网发生故障等影响，结果适应于任何变化了的运行方式需要的功能。

(6)自愈功能。

电网电压水平降低时， 无功负荷自动减少的功能是电网具有的自愈功能， 但是仅凭这点自愈功能还不足以保护电网不发生电压崩溃。自愈功能实际上就是电网具备的自动实现无功实时就地平衡的能力。自愈功能是自适应计算功能加先进无功动态补偿装置的调节能力。

(7)人性化互动。

发电厂与电网之间，变电站与电网之间，电网分层之间，和谐互动，相互制约，相互促进。

(8)市场化。

发电厂上网电价、变电站下网电价、供电公司销售电能实施电压质量差别电价。

3 Smart AVC 过程