AVC系统是一个集散控制系统，即所谓的集中决策分层控制，具体来说主要由1个中心控制子系统和3个分散控制子系统组成，包括省调度中心的电压／无功综合优化控制系统、地区调度中心的电压／无功综合优化控制系统、发电厂的自动电压控制系统和变电站（主要为500 k V变电站）的自动电压控制系统。

通过调度主站侧以网损最小为目标函数、电压合格为约束进行优化计算，得出各个调节手段的调整目标，包括发电厂高压侧的母线电压定值、并联补偿设备的最优投切状态、主变压器的分接头最优位置，再进行调整达到网络运行的最优状态，实现无功潮流的最优分布和电压的合格，最终实现省网电压调度的自动化系统。

该系统由省调AVC主站系统和分布于各个地区、发电厂、500 k V变电站的协调控制子系统组成，主站系统和子系统之间通过高速电力数据网络通信，如图5-1所示。

图5-1　220 k V以上电网AVC三层控制框架

下面详解介绍省级AVC的三层控制结构。

5．2．1．1　一级控制

由控制速度快的发电厂组成，它们根据高压母线电压设定值进行闭环控制。电厂AVC主要有两种方式，一种是电厂监控系统具有全厂AVC功能，另一种是在电厂内增加自动电压无功控制（AVQC）装置，实现全厂机组的电压／无功综合自动控制。电厂AVC功能可根据调度中心下发的定值进行控制，也可根据逆调压原则制定的母线电压计划进行自动跟踪。由于发电机的电压／无功控制是连续的、快速的、最安全的，且具有较大的调整范围，因此主要用来控制全网的电压水平和实现电压的快速校正控制。一级控制的周期一般为10～60 s，高压母线电压控制死区不小于0．5 k V（负荷变化引起的随机扰动幅度大致为0．3～4 V）。(www.daowen.com)

5．2．1．2　二级控制

由地区AVC系统组成。地区AVC系统根据省调度中心下发的功率因数考核指标和低压母线电压（110 k V、10 k V）考核自动控制地区范围内的220 k V、110 k V变电站内主变压器分接头和并联补偿设备，保证地区电压质量和降低网损，同时协调省级AVC系统进行全网的无功／电压控制。根据功率因数的考核进行并联补偿设备的控制，保证省级主力电厂有足够的无功备用来控制全网的电压水平和提高电压的稳定性，对功率因数的控制由原来的宽带控制变为窄带控制。

二级控制的周期一般为1～5 min，功率因数的控制死区不小于0．005（对负荷为800 MW的地区系统，功率因数在0．95～0．99时，相应的无功功率控制死区大约为15～34 Mvar）。

5．2．1．3　三级控制

由省调中心的AVC系统构成，先通过对全网的优化计算得到电厂高压母线电压、500 k V变电站变压器分接头和并联补偿设备的投切状态以及地区功率因数考核指标，然后通过通信网络将优化控制指标下发到电厂AVQC，500 k V变电站AVC系统、地区AVC系统去执行。由于500 k V电网和220 k V电网是电磁环网，500 k V变电站的控制目前不宜通过在变电站安装AVQC装置来实现，应纳入三级优化控制中进行综合协调控制。三级控制的周期对发电厂一般为15～30 min，对500 k V变电站为每日2～5次，网损的控制死区一般不小于0．2 MW（不考虑运行方式的变化，按全网用电负荷8 000 MW、潮流计算高压网损2%、无功优化平均降低网损2%计算，网损控制死区大约等价为500 MW的负荷变化范围）。

5．2．1．4　三层控制的协调关系

由电厂组成的一级控制利用快速和安全的控制来保证全网的优化电压水平，使高压输电系统近似在优化状态下运行。地区AVC作为二级控制不但要提高地区电压水平和降低网损，同时还要通过控制功率因数保证一级控制有足够的备用容量保证全网的电压优化控制和电压稳定。三级控制通过全网的优化进行总体的协调控制，通过控制500 k V主变压器分接头保证220 k V和500 k V网的总体电压水平，通过投切35 k V并联电容器和电抗器来保证220 k V和500 k V无功的分层平衡，通过对二级控制下发功率因数指标保证一级控制的顺利实施。