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北极星电力网技术频道 作者:3 2007/12/21 13:02:54
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陈 浩1，吴 宁2(1广东省电力调度中心，广东广州510600；
2广州发电厂有限公司，广东广州510160） 摘 要：主要介绍了分层控制系统在电力系统的自动电压控制（AVC）和自动发电控制（AGC）两方面的应用。采用分层控制系统，可以有效地提高电力系统的供电可靠性，使电网调度工作更为省力。最后指出，为实现这一目标，除了投入相应的人、财、物以外，还需处理涉及到的系统调度技术、组织关系、计算机技术和通信技术等多方面问题。
关键词：电网调度；自动电压控制；自动发电控制；分层控制系统HierarchysystemappliedtoelectricnetworkdispatchingCHENHao1,WUNing2(1.GuangdongPowerGridDispatchingCenter,Guangzhou510600,China;
2.GuangzhouPowerPlantCo.,Ltd.,Guangzhou510160,China) Abstract:Theapplicationsofhierarchysystemtoautomaticvoltagecontrol(AVC)andautomaticgenerationcontrol(AGC)ofelectricpowersystemaredescribedinthispaper.Thehierarchysystemcaneffectivelyimprovethereliabilityofpowersupplyandfacilitatepowernetworkdispatching.Toachievethisgoal,however,manyaspectsconcernedsuchassystemdispatchingtechnique,organizationalrelations,computertechnologyandcommunicationtechnologyshouldbeconsideredinadditiontoinvestmentofmanpower,fundsandmaterials.
Keywords:powernetworkdispatching;automaticvoltagecontrol;automaticgenerationcontrol;hierarchysystem
所谓的“分层控制系统”是指从物理结构上或从功能上进行分层，使由此而形成的各子控制系统的动作从整个系统来看达到最恰当的控制效果，并自动或人工地把这些动作协调起来，遵循某一控制目标而工作的系统。
依照麦萨洛维克（Mesarovic）的观点，电力系统的控制系统的分层及分割方法可按以下三种方式进行：
a)按照控制水平划分；
b)按照模型化方法的不同划分；
c)按照组织分层进行划分。
目前的调度组织系统就属于第三种情况。而所谓的分层控制系统（hierarchysystem）就是指这种分层方式。见图1。
电力系统具有相应于电压等级的分层结构。现代调度组织也具有由中心调度所及其下属的许多地区调度所形成的分层结构。因此，为了构成达到预期目的的综合自动化系统，把所有正在发展中的地区调度所及发电厂、变电站的自动化完善地协调起来以形成分层控制系统是比较现实的。
从电力系统综合自动化的观点来看，分层控制系统具有以下的优点：
a)是适合于电力系统结构的系统；
b)易于保证自动化系统的可靠性；
c)可灵活地适应系统的扩大和变更；
d)可提高投资效率；
e)能更好地适应现代技术水平的发展。
要使其成为最佳控制系统，必须从可靠性、经济性、响应特性、维修特性等最优条件来决定。
随着电网的规模不断扩大，当主干系统发生事故时，无论系统本身的状况、事故的后果以及预防事故的措施，都会变得很复杂。如果万一对系统事故后的处理不当，其影响的范围将是非常广泛的。鉴于这种情况，必须从保证供电可靠性的观点来讨论目前系统调度的自动化问题。
为保证供电的可靠性，对全部系统设备采用一定的冗余设计，这虽然是一种有效的方法，但存在着经济方面的问题，因此，迄今防止事故蔓延的主要方法仍是借助继电保护装置进行保护，以及从系统调度自动化方面采取一些措施。其基本原则是，为了防止事故蔓延，不单是依靠继电保护装置，而是平时就要对事故有相应的准备，一旦发生事故，则可尽快实现系统工作的恢复。1结合电网自动电压控制进行调度
电压是衡量电能质量的一项重要指标。随着电网规模的不断扩大，只通过人工控制无功潮流和进行电压控制，以保证大电网运行的稳定性和经济性是不实际的，必须实施自动电压控制（AVC）。
同频率调节概念类似，电压调节也可分为一次、二次和三次调节。电压的快速无规则变化由发电机组无功功率“一次调节”进行补偿，这种一次调节要求快速（毫秒级），必须自动（类似机组一次调频），主要由机组励磁调节器（AVR）实现。二次调节是补偿电压的慢变化，控制的是控制区域内“控制机组”所吸收和发出的无功功率，以使区域内电压合格，其反应时间为1～5min（类似二次调频，即AGC）。三次调节则是使系统电压和无功分布全面协调，控制电网在安全、经济和优化状态下运行，时间为15min以上（类似三次调频，即经济调度）。
国外尤其是法国、意大利等欧洲国家从20世纪70年代末开始开发应用分层、分区的AVC控制系统。如意大利国家电力公司实现了电压与无功功率的自动控制，分别于1984年在佛罗伦萨地区、1986年在西西里地区实现了电压二次调节，运行效果非常好，并于1993年在整个超高压电网中普遍实现二次及三次电压调节，它是一个在线分层控制结构的自动控制系统。
由于存在着电压分散测量的误差以及理论上的无功最优潮流无法收敛等问题，一直不能实现闭环控制，因而只能作为调度运行人员调节无功功率和电压的参考。
由于AVC可以有效地提高电网和机组的安全稳定水平，提高电压质量，减轻运行人员的劳动强度，随着在大电网中逐步实施各区域对各省、各电厂以及地区调度AVC的无功闭环控制，AVC系统一定能在电网运行中发挥越来越大的作用。2自动发电控制的分层控制与协调技术 来源：.
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