HAVC

HAVC混成自動電壓控制

（本段來自北京華騰開元電氣有限公司電網優化運行產品介紹）

1、 AVC簡述

AVC（Automatic Voltage Control）為英文“自動電壓控制”的縮寫，其主要功能是在系統電壓變化時，自動調節勵磁以維持機端電壓不變。自動電壓控制是第27屆中國電網調度運行會議上提出的現代化電網調度新技術的發展方向之一。在原國家電力公司頒布的“建設國際一流電網調度機構考核實施細則”中被列為技術進步的評價內容之一。經過本世紀最近三年左右的努力，AVC技術取得了突破性進展，已從原來“廠站端”意義上的VQC發展到了整個電網範圍內的自動電壓控制。

2、 HAVC簡述

特點

1、關鍵節點電壓控制——電壓監視和控制

對用戶定義的中樞點電壓進行監視，通過調控子站可控設備使中樞點電壓運行在允許範圍內。

2、經濟性控制——無功優化和降低網損

在系統沒有電壓安全和質量問題的情況下，通過調整無功設備，優化無功潮流、實現降低網損的經濟性目標。

3、安全性控制——靜態電壓安全控制

HAVC系統採取了最小模特徵根指標來衡量系統的電壓安全程度，既可以反映系統全局電壓安全的程度，又可以指出薄弱環節。在選擇控制策略時，以提高電壓安全裕度為目標，同時考慮設備的調節難易程度和性能等約束，通過優化計算得出各無功調控設備的控制量。

4、多目標平衡控制

綜合考慮關鍵節點電壓質量、系統經濟性及安全性，基於優化演演算法對3項指標給出權重實現多目標平衡控制。

5、電壓越限校正

電壓越限的自動校正功能，可以減輕調度人員的工作強度，提高電壓質量。

原理

電壓控制是電力系統控制的重要組成部分，對於保證系統運行的穩定性和經濟性有重要意義。至今電壓控制的研究偏重於控制裝置本身的硬體和控制策略的研究方面，缺乏系統範圍內的協調優化。全局協調優化的自動電壓控制的難點在於：

1、電力系統中已經存在大量控制電壓的設備，例如發電機勵磁、投切電容電抗器組、帶負載調分接頭變壓器、靜止無功補償器（SVC）、FACTS設備以及低電壓切負荷等，常規的控制系統理論和方法難以解決如此大規模的優化（或准優化）協調和多目標的控制問題；

2、電力系統中電壓控制問題還涉及大差異時間尺度的交叉（從零點幾秒到幾十分鐘）問題，不同類型控制設備響應時間也各相迥異，這些都為電壓控制的研究帶來挑戰。

針對上述難題，混成自動控制理論提出了如下模型和方法，完美的加以解決：

（1）根據電力系統中連續運行的動態過程與離散控制指令、離散操作相互作用的特點，建立了以“事件驅動”為核心的混成分層電壓控制模型和演演算法。其中，“事件”可以定義為某節點或某些節點電壓越限、某一或某些關鍵節點電壓狀態點離穩定域邊界太近使穩定儲備不足，亦或是無功潮流偏離優化潮流過遠等等；然後，以離散事件作為驅動，自動實現協調準優化后的“恰當的”控制，保證所需的電壓水平和電壓動態品質，同時提高系統的穩定性，並改善系統的無功潮流以降低網損，即以“消除事件”為控制目標從而實現電壓多目標優化控制。

（2）通過選擇與混成自動電壓控制中設定的多目標相適應的“關鍵節點”和“調控類型判斷與選擇”演演算法，解決電壓控制中由於設備數目眾多、時間尺度跨度大所帶來的難題。其中，關鍵節點的選取的目的是以較少量的信息來反映整體，所以關鍵節點選擇數目過少將不能準確反映系統狀態，關鍵節點選擇數目過多又會過分增加所需傳送的信息量，增大通訊設施的投資，造成不必要的浪費。本項目提出了關鍵節點選擇的原則：選取既能代表在各種負荷擾動下的電力系統電壓水平，又對系統電壓安全裕度有較強靈敏度的節點作為關鍵節點。

在此基礎上，提出電壓混成控制（HAVC）系統結構，如圖1所示

圖1 電壓混成控制系統結構圖

在HAVC系統中，由三個層次構成：最高處理決策與指揮層、中間處理決策與操作層、基層發電廠變電站及FACTS裝置。各控制層間相互有數據交換，而控制指令則是從上往下傳達，同時系統調度員可以實時干預各控制層輸出的指令。各種系統運行狀態、穩定信息、控制指令等均可以通過記錄存儲。