福建电网在线稳定控制系统中华东电网的实时动态等值研究

huanxiangzheche

   
6 h  T, y% T3 K: B* t术
7 }7 D' I+ D5 q' @% y* i8 w  21
$ p/ l" g( W& t! ~3 a" q在校验方式下，福建电网送华东
1150MW
( U5 k' r5 e4 U( f，福
双
1
6 C: e( y+ r" @: X+ |" t回线故障，
5
( `! C- [  c0 w) o) w个工频周期后切除该故障线路，
13
个工频周期后切除水口
1
台机。福双第二回线的
( R& Y" j# \0 w  i3 k+ _$ }% a8 }功率以及福州北
1 r. X  X/ l7 F# Z6 O, ~500k V
" @8 p7 y& L( n$ a8 T母线电压如图
" E$ ]/ c9 m9 `6 I! R3
所示。

: d7 ~- X. J6 N- l$ A
0  50  100  150  200  250  
300
−5
00
& {$ K. U; H4 i/ o2 E* I0
500
( m8 ]( u) w7 e1 W& o, X; A3 F" s6 i- s1000
1500
2000
2 {7 n! n7 v% E3 K联络线功率/MW  
t/
4 M' w- V$ _, p工频周期
, p# i; |! _4 p5 R
实际系统
! ^$ @' ^0 Q6 w) G4 U1 N
等值系统
( B0 u3 e, S# ?; `; C
0  50  100  150  
  g+ g! J0 i+ ?* l- R5 ]: l200  
" r$ {8 [$ d5 P* l" Z0 l250  
" n8 r) g/ B3 v  B% C6 c5 n/ M# V300
3 a9 f0 e, Z; I! o" g8 u0 i0.0
' h" g$ d( R7 c9 f$ C- |9 J, c0.2
0.4
0 s* U( J  c& u+ ~" d; ?0.6
0.8
1.0
电压/pu
t/
工频周期
# I' O. Q! \4 c. E
: s( ~9 s1 Z# w/ A/ e% S
9 v4 z6 C- E# B# H0 F/ g/ A等值系统

! ]- E/ K4 \& f% D实际系统
0 o; E! O* A" U* w4 W; M(a)  联络线功率
(b)  福
) B' {' ]' X+ ?# P州北 500k V
2 p' v8 Z0 A9 N8 P! v5 ]. Z母线电压

6 o) t! U2 ]! r+ m: c4 I
* h$ s7 D: {0 N3 `图
3   

校验方式下故障后的联络线功率
6 u7 p$ o0 V( T$ u
! @$ r. G! L  d' n5 k2 f3 L及福州北
/ i, A8 s* N1 `+ @& d500k V
母线电压

6 [7 p% x7 f3 b$ lFig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
; r! m0 m5 t5 j0 ]/ I. T, hvoltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  
$ q' r+ y- D) o; `$ E
由以上图表可见，将几种典型运行方式下的等
值系统参数和实际系统变量之间的变化规律应用
于其它校验方式后，同样可以得到令人满意的效
果，这说明了所提方法的有效性。

5   
实时等值的效益分析

在福建电网的日常计算中，通常采用华东电网
的一种典型运行方式进行分析，在线稳定控制系统
处理华东电网的通常做法是采用一种典型运行方
& U0 O1 w9 {5 E4 x" F0 E; h" V2 x式下的等值结果，而不考虑华东电网运行方式的变
化。为了估计实时等值方法的有效性，在福建电网
采用同一种运行方式下的系统数据、而华东电网采
用不同典型方式下的等值系统数据的情况下，本文
6 y4 u& @7 N/ ]对福双线的稳定极限进行了研究，结果如表
4
所示。

表
4   

; o5 k4 |3 ]# o2 G: X' `4 t华东电网运行方式变化时福双线的稳定极限

Tab.4   Stability limits of Fujian-Shuanglong transmission
line under different operation modes  
for East China power grid
福建电网 福双线稳定极限/MW
运行方式
华东电网
1 K: s1 m5 T3 f  f8 c6 n1 l运行方式  福双线首端故障不切机后泉线首端故障不切机
2 _. l3 O' R# }9 S3 w夏季低谷  1245  1260
5 w1 Q% \7 d% l- z, ^+ w夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
1 B; s/ j7 F2 e4 S夏季高峰  1300  1340
) v# f2 O: f5 Y, C, }由表
& n1 |! x0 g8 {8 x4
0 e, l( M' f5 \. X  g. }6 D可见，福建电网采用相同运行方式下的
& j' }' ?, l4 ]; g% W系统数据，而华东电网分别采用夏季低谷、腰荷和
高峰运行方式下的等值数据时，福双线的稳定极限
会有
50~80MW
的波动；如果在线稳定控制系统对
华东电网仅采用一种固定运行方式下的等值数据，
3 E; J/ R+ b* @, S& R则在多数运行方式下得到的是较保守的计算结果，
限制了福双线的输电能力。而采用本文的实时等值
方法则能够模拟电网运行方式的变化，从而更有效
地利用福双线的输电能力。

6   
$ i. s. X/ [. w0 C) ^$ ^使等值系统略偏保守的措施
+ g. q0 `0 @4 v' z! C0 y9 b, H, f
& V) M0 U( T$ C5 a4 P2 p考虑到实际系统的运行方式千变万化，在某些
" R6 x* t9 q( O- }2 i运行方式下系统的稳定水平可能降低，因此为了保
& G  S: Y. g- P; L$ O" f7 w8 S0 U& a证系统的安全稳定运行，等值系统的计算结果应比
& _% a7 u+ l5 y; u& B: Z- x. }( C实际系统略偏保守以应对各种可能的不利情况。
/ J0 e% c1 y: l1 A% m( G: |
本文通过研究等值系统参数对稳定极限的影
* @5 O$ O* g: u, K" y响发现，欲使计算结果偏于保守可以采取如下措
: A1 B: ]# U& G# S: M" {4 t- w& T施：①增大等值机的转动惯量；②减小等值机的同
步电抗和暂态电抗；③增大线路的电阻和电抗；④
减小节点处的电导参数。例如，对于冬季高峰方式
: W  V# E% B9 U6 ~9 X! }拟合后的等值系统，两台等值发电机的转动惯量同
0 o: [+ L; F6 E" x" h时按比例相对于原始数值变化时，联络线稳定极限
的变化趋势如表
5
所示。限于篇幅，其它因素对系
- Q6 a$ G! m- `! C8 {7 m0 w统稳定水平的影响不再详细列出。

表
5
/ m! F, B* \3 f  
$ ?3 o- `$ V2 c( e等值机转动惯量对联络线稳定极限的影响
; a5 `, J( N7 @
9 W4 |9 z) N0 q6 k! I& STab. 5   Influence of moments of inertia of equivalent
9 l- U$ @) j9 o- @5 w, e$ |generators on tie-lines’ stability limits

转动惯量相对于原始联络线稳定极限/MW
数值变化的比例系数 福双线首端故障不切机 后泉线首端故障不切机
0 K6 ~# o* V' B5 [$ t/ G0.8  1175  1280
0.9  1150  1245
1.0  1130  1210
: G& Z! |0 J( J/ Z. V( t1.1  1115  1185
1.2  1100  1160
' m: h* p/ }  T& \3 p1 R+ P# X3 ^6 O1.3  1090  1140
3 \  a" b. A7 i7 g( p. n8 c+ t1.5  1070  1110
2.0  1035  1055
: m' J! [* w: }$ ~∞  910  830
7   
0 p; ?/ }" a# D7 f4 x- C, E结论

本文提出了福建电网在线稳定控制系统对华
0 t' Q+ v% n' ?0 F9 N# `+ i东电网的实时动态等值方法。计算结果表明，采用
该方法得到的等值系统可以比较准确地模拟实际
1 Z: k4 z; G! H2 E系统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固
9 \  x' I0 U& u0 e定不变的参数相比，可以更准确地反映电网运行方
式的变化，从而更有效地利用联络线的输电能力。 chnology  Vol.29 No.4
0 s3 O! r! r0 }4 D* q量的复杂函数。

' i$ w8 ?4 Y8 D' p研究华东电网在几种典型运行方式下的等值
( I" j9 @& [0 c, ~7 g结果发现，在不同运行方式下等值系统线路参数的
变化很小，其中，
2
' [5 T. o+ b5 j1 P3 }6 K8 j号等值机和双龙间线路的参数
5 t, k- p& K, k: ]/ F) ]3 E如表
2  
, E# Y# J7 Z) `/ `所示。

表
) h2 S5 I: t3 M, ~- O2
. d7 ~/ |; j5 F$ X  不同运行方式下 2
1 H7 g  t% J1 H1 u  I- I号等值机和双龙间等值线路的参数
Tab.2   Parameters of the equivalent transmission line from
the 2
; P% G  g( j) L+ ~2 m3 End
6 ]: o$ D; ~6 Y9 ]6 { equivalent generator to Shuanglong substation  
& ^% Q. N& f" Zunder different operation modes
运行方式  电阻 R/pu  
2 l9 `4 S3 Z; Z- p! S7 s电抗 X/pu
# {3 I9 n* _8 a7 }( m) ]% b. s冬季低谷  −
" p+ l  v, `! x! F% C& K0.00049  0.02853
夏季低谷  −
0.00119  0.02970
夏季腰荷   0.00032  0.02870
夏季高峰   0.00062  0.02838
冬季高峰  −
+ c7 F5 B3 h0 {+ Y5 L. @4 k9 \0.00201  0.02951
研究表明，等值系统中的线路参数越大，稳定
5 p! u8 m9 f# s4 ?; [$ B6 f7 _计算的结果越严重，因此本文取一组固定且偏大的
6 C: S, f# k, ?: Y参数作为等值系统的线路参数。

3.4   
节点负荷和并联导纳

, H+ V6 i9 v5 @# e由化简负荷母线的
( u7 F" e: r+ g3 V- m1 aCSR
6 j! i- p& l. a, w* x0 m方法的原理可知
[4,5]
- v8 B, ]! ~0 c; L& L，
等值系统中各节点的负荷和并联导纳是实际系统
中各节点负荷和导纳以及节点电压的复杂函数。

以
1
+ P2 n% d" Q* K3 n( a号等值机为例，其节点负荷和并联导纳与
原始系统总的有功和无功负荷的关系如图
2
& k, c" Q9 v: ^2 n3 c% s所示。
8 q9 b0 T. W6 _" R$ |其中，
. k9 [' o0 n9 g4 TP
8 J( {0 W# W: u; O& \! ?! w# M和
Q
1 ]  e+ `: Q0 A' n5 z; [0 x7 y表示节点处具有恒功率性质的有功和
! y, d" V( L' k7 O! V无功负荷；
G
和
B
表示节点的并联导纳支路在基准
电压下吸收的有功功率和发出的无功功率
. q# b* @7 x7 A4 f4 f6 X7 \[14]
$ u' x0 @" {6 s* ]/ C0 I; W；
P
LOAD
" }2 t% S; L$ I和
; J2 ~- f' L( S) t: g% TQ
) l! ~* Q! u& y8 WLOAD
表示系统中总的有功和无功负荷。


0 e. Y& g& S/ U44000  48000  52000  5
6000
4000
  f$ V" d7 C- c% |! U6000
, A: b% ~& Z; |5 e. S8000
10000
' P2 }" B% A& s) ~12000
  g/ _: ?3 _! T+ l  b14000
16000
18000
20000
5 s) ?& {8 r  Y; A; l! Q$ R7 }) jMW/Mvar
P
14500  15500  16500  17500  Q
4 S7 q+ g6 O% F& X" }1 TLOAD
+ I7 F- u4 E# e) x0 j/ H. v/Mvar
4000
7 N( s4 a0 ]: X$ O( h, S. A: X6000
2 v+ Z' J# ]5 U/ D+ q- Z/ ~3 S' d# I8000
& {: i; c, ~$ j10000
12000
' P% o- S" N& n  T14000
16000
) F/ ^: w7 m9 K3 M* K18000
6 S! a' \8 @+ Z2 ^$ J, F3 Y3 I20000
P
4 l/ V8 ^, Y; i9 MQ
G
B
8 ~, O/ b3 P5 Y+ BQ
G
; d% V+ f8 I4 Z, R5 m0 t. X$ vB
; ^% |+ s/ S! Q/ [6 p. }# XMW/Mvar
P
LOAD
/MW
& }! |& ?" O( ?* A
图
2 N& g- M. q* b* m  i2  
  l) H5 M( S( K4 e  }  x! H/ c5 m  
1
: z0 g, M. g2 y6 B! w9 r/ k5 t号等值机的负荷、并联导纳吸收和
发出的功率与系统总负荷之间的关系
Fig.2   Relationship among the load of the 1
st
  V$ d! K5 y# V# z$ V* z equivalent
' z+ d; A7 ^7 P" P, Q9 Z$ N3 Xgenerator and absorbed active power and output  
reactive power by shunt admittance and  
total load of East China power grid

8 k( ?+ Z5 y1 o由图
2
1 M1 d& R4 F8 j& U7 k/ R1 q可见，节点负荷、并联导纳吸收的有功
和发出的无功与系统总的有功和无功负荷之间存
6 b; M' ~! g4 @, \6 U9 C* P: f& U在近似线性的关系，因此假定各节点的
P
、
Q
、
( @# h# w) d& ^/ O/ NG
1 j( f! R* A) K9 [7 E& t8 K( M、
& |' F; T' h9 Y- M- nB
和
P
, G% Q. B! X+ m, |LOAD
: G+ X$ D" ~/ U1 Z6 K、
0 D4 _0 O; y( h  Y4 X9 [) Y) SQ
/ L, t0 e4 z4 {2 s' Q6 TLOAD
之间存在下述线性关系：
% O+ z& e" K! ^1 n2 E* ]
# [+ a" l. Y1 B% F5 F0 oP=C
9 P7 \& j, l, j6 [: W* C7 Z0p
6 v& S  {1 S* h- p% `+C
% w+ }) C0 {9 }' m1p
×P
8 T3 R# }/ N# [7 o! p- ?+ q( P9 \- sLOAD
) r& L* t% B( u9 B5 T+C
* X& ^4 V) ~2 l# c: s: M) z: }2p
- Z5 o( B$ @+ Q3 Q1 `# k/ C×Q
LOAD
# m" H: x' [  ]- A
Q=C
! f$ `* i4 w+ q. g6 \8 a  D0 a0q
+C
1q
; U! E* L4 m7 I" W" \×P
LOAD
+C
5 @9 g" J( h" o' p& ^2q
. Y; T# e: G  H- B×Q
! X7 X! c9 H% WLOAD
( d) j% V# C. s+ B3 y
) ]0 X3 T1 h+ r9 e! `% w3 L- zG=C
; b0 f; z7 I+ H7 T0g
4 [& N' x& S3 `/ J  X+C
4 h0 F* n& T& T( g( h7 `+ @1g
×P
LOAD
" b: T* Q4 A4 l3 _. q7 p* D+C
2g
/ I, b! j4 b# [9 \3 [) |: \×Q
LOAD
$ k! o% P1 O3 H" }) V- n& j' S
B=C
+ H; ^$ u+ J/ w0b
+C
  k! _2 q( n7 ~) N, W1b
6 v8 R" @7 t0 z& k- N' [; U×P
LOAD
+C
; K8 b0 Y3 L8 g! j2b
×Q
LOAD
* l( q3 V, G  A. y8 f3 L
其中，
C
- O" B$ }# A5 ^7 R6 i0p
  _: @# N4 @- x/ u3 h' w、
C
* w7 v2 t8 e7 V1p
& ~  ?+ F6 V& e、
0 _' D" d' v* XC
2p
、
C
2 A6 Y8 h, b5 S5 z9 w, X& ^' j# d' B+ N0q
、
& O- q8 P6 x+ V8 o+ L! c6 VC
: A1 [8 I$ Z2 A4 L" y  }+ D2 `% T1q
9 V8 i8 i, N3 r& A$ O、
C
# T) X! ]/ Y, w" p7 Y/ A2q
、
1 W* }6 V. w9 U7 a  ^C
# }$ [. m5 P! E! u2 H0g
2 c2 h5 [6 T0 B- y) s" u3 g9 w* P9 X、
) x, `# r' Z$ dC
: A* ^# A& J( |# n9 d) Y' e9 [' a1g
7 u* X9 a; y" r" O1 {3 s、
( o( [* k1 l: P/ k1 U2 IC
2g
、
* d- {& F  \9 I# J( I) Q7 lC
- J. m& c9 t; X1 s& X0b
、
C
1b
' ]" C% F- P% U$ C% k、
) C- N4 g, ?7 |C
2b
! U: y# ~' q2 F4 W& Y为比例系数，它们确定了
3 U9 |! A. o. H! u' C节点负荷、并联导纳吸收的有功和发出的无功与系
统总负荷之间的关系。
2 {2 g0 j$ i/ P
根据典型运行方式下的负荷数据和等值系统
参数，可以运用最小二乘法通过拟合各节点分别得
7 K- F$ I* K; H! T( x, F7 j& F到上述比例系数，实际运行中根据采集到的系统总
有功和无功负荷便可实时估计出各节点负荷以及
$ f  w& }% c1 e2 J' y; W导纳吸收的有功和发出的无功。

7 j: F7 |% m6 e8 h" V( J+ a5 j3.5   
) r+ |0 M9 ], T$ ~" b6 y等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算
0 \6 Y1 B* F* f$ w) Q4 w
当等值系统采用如图
* K/ l5 {) L+ @: u; i- Y1
所示的网络结构，并按
- d/ H( `: W% l, ~% l# F' t  o; L3.1~3.4
, Z2 b2 t( x3 I  V节中的方法实时确定其参数时，需要采集的
实时信息包括：双龙、凤仪和瓯海
500k V
母线的电压；
) r; H! Z% T$ \线路福州－双龙的状态和潮流；线路双龙－凤仪和双
" K2 }) L9 G: x8 }& i( i) r* M1 G龙－瓯海的状态；浙江省内发电机组的有功和无功出
力之和，省内有功和无功负荷之和；上海、江苏、安
" o; R* o4 x5 I4 l. A! h徽和阳城的机组有功和无功出力之和以及这些区域
% g% z& ]* E) G内有功和无功负荷之和。在已知福双线潮流的情况
" `# e* |+ j( r8 j0 @0 F" ^下，以双龙、凤仪和瓯海作为
% h5 I/ O1 c% MPV
节点，
1
号等值机
作为
Vθ
$ G+ v2 W# M3 Z; \1 f. J* L节点（指定电压为
% t! X# O8 Q! Y6 e1
∠
$ a% C+ z4 V. c6 I8 s5 [0
°
pu
），
3 U. V# Y* M. r1 ]4 q$ @) ~2
号等值机作为
/ h3 ?% p' {" h$ G5 {PQ
节点，可以对等值系统进行潮流计算，并以计算
3 \! M9 R! Q# r; F结果为基础进行稳定计算。
7 X3 K* Y2 A. J! [0 o- s
, h% j2 v% N) D" r' r4   
' Z6 s- i' {7 U% A结果检验与分析

运用本文提出的方法，通过估计分别得到了华
8 Q' b: l/ p( O: K0 R东电网在典型运行方式和另一种校验方式下的等
3 C/ A2 [# H, i$ R# p- H5 m值系统参数，并与实际系统进行了比较。为了节省
! @& ~7 Z* `+ z7 f4 e篇幅，表
. Z& _1 N; s4 f2 x% C: M/ i5 a3
' R1 [1 s8 E8 M+ h5 g仅列出了校验方式下的比较结果。
/ P) [8 M- c( q+ O
* C4 g8 N3 B$ [$ ~  H表
3
1 u5 S9 S1 w' J; |8 `* y  校验方式下等值前后联络线稳定极限的比较
, Z# f* z' h0 ~" h1 mTab.3  Comparison of pre-equivalence and post-equivalence
tie-lines’ stability limits under the test operation mode
2 ?5 w: i3 x# o8 Y$ g) Y  j6 g福双线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
2 b5 f8 H' N9 r1 e9 a& b后泉线首端故障不切机时
8 b) z  c- x: `% \联络线的稳定极限/MW
线路运行/
( E5 O+ l  x1 H: d' X) {1 m- `检修方式
7 U+ |8 A5 {8 ?实际系统  等值系统  实际系统  等值系统
正常方式  1120  1105  1000  970
双龙－凤仪  1090  1080  920  910
双龙－瓯海  1095  1075  945  910
兰亭－凤仪  1110  1105  980  970
凤仪－瓶窑  1110  —  990  —
: P: Y+ ?, t4 g/ p7 i3 I" `* y. R瓯海－天一  1115  —  990  —
1 j7 }- M! v% F- {+ t: N$ _注：表中“—”表示按正常方式处理。
  G: ^5 _. Y/ e% x" F    术  19
; E2 x9 ~' Y/ ]调机组，并考虑到可能获得的实时信息情况，首先
; F" R* T7 c! Q* ^3 b. F$ }确定了一种适用于华东电网多种运行方式的等值网
$ W! _! K4 b: H) z络结构。基于同调等值法的基本原理
$ n! G1 S1 B( I" L[4,5]
，通过研究
( v7 p4 A! Y/ V; K+ I几种典型运行方式下等值系统参数与实际系统的总
% e8 o. \; ]0 W$ W1 h负荷和发电量之间的关系，提出了用简单的数学关
系来近似表示等值系统参数和实际系统变量之间的
变化关系，在实际运行中根据采集到的信息对等值
- }! A+ T- v+ v系统参数进行实时修正。计算结果表明，采用本文
' r' J/ L3 {- L. g方法得到的等值系统能够比较准确地模拟实际系
统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固定
不变的参数相比，可以更准确地反映电网运行方式
2 A1 F, o/ g2 S. A  o5 f$ q的变化，从而更有效地利用联络线的输电能力。
6 E$ F: w) R( Q/ j' N
% u4 P% @/ S# Q! G3 @' N: K2   
# ?$ |# K% ?0 \等值系统网络结构的确定

! P$ P4 N2 J! {7 |  t等值网络结构的确定包括两部分，即划分同调
机组和确定要保留的节点和线路。本文遵循以下原
8 a& ]. X5 d& l* @# Z$ P3 V则确定华东电网等值网络的结构：

（
1
9 U. D, U' J7 q）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
节点。
+ a3 T; s: M, a& y
" ?1 j) T" V7 D) `$ J1 E# i（
7 i; ]% I- S% ?! I3 ^2
）将地理位置接近且在不同运行方式下故
障后均基本同调的机组划分在一个同调组。
- x8 Z( h/ s" d# T
（
3
）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
易获取，维护简便。
; i+ p4 {. O8 q2 n# ]' k; E
9 L, [/ |4 D  c9 L. @根据同调性分析的结果和可以获得的实时信息
情况，同时研究发现华东电网中的线路双龙－凤仪和
双龙－瓯海对于福建－华东联网系统的稳定水平影
响较大，而其余元件对联网系统的影响较小
[13]
/ _* U  ?: {$ U( e，故
7 e* l6 z# e" h3 i将华东电网等值系统的结构确定为：将上海、江苏、
, r  R" Y3 \. Y' @8 R安徽、阳城等地的机组等值为一台机（以下称为
' h  k5 |* y( V$ ?7 i1
. f6 I$ Q$ v* _" J% H2 p号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
为
8 D" B8 t. Y( R1 r2
; s  P9 h) u% ^/ G号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
500k V
母
% }8 Z2 z# q7 {& @' k$ e/ e线；保留双龙－凤仪的
500k V
双回线路以及双龙－
瓯海的
500k V
$ E1 g$ {3 {- b% X5 _7 V: u4 ^- _线路。等值网络的结构如图
1
所示。


" |% M8 f3 Z# k% N9 G% x% g) q) X凤仪
双龙
+ ^! S9 K2 N7 C/ F7 P. x: r瓯海
福建电网
: {4 X( c# ^" A, T6 U1 号等值机
4 G2 T: G3 ~& t2 号等值机

图
1
  华东电网等值系统结构图
Fig.1   Diagram of equivalent system for  
" Y' y; l( R! B) ^East China power grid
3   
1 k' |9 d4 ~1 X/ h. x4 k等值系统参数随运行方式变化的规律及
其实时调整
5 G8 }; Q/ z9 Q) D. i: ^
2 G( y6 i+ C/ Q# E3.1   
/ r; N6 `' h2 a4 r- k% W/ V等值发电机出力
% a: q5 ]7 K/ f% h* s; V& R
* J% }; L# U0 S& G: r4 T同调等值法采用恒等功率技术对同调组内的
0 h2 m$ ^+ p" z, T; n/ E9 c7 a' d发电机母线进行化简，即保证等值前后每条边界母
线的注入功率不变，同调机群发出的功率也恒定不
; N1 o, H' `, v3 y- x) b- ]& ^" p变
[4,5]
9 ^9 |4 ?% m) U。几种典型运行方式下的等值结果也表明，华
东电网中两台等值机的有功和无功出力基本等于
4 \4 U; s; H8 \等值前相应区域中各台机组的有功和无功出力之
和。不同运行方式下
; [. t: Y6 C6 i* R8 P: [' C2
号等值机的出力与浙江电网
机组出力之和之间的关系如表
# ^; Y1 D( z7 d, Y+ t1
9 b" d+ _$ _& Y: Z2 v+ J所示。

表
1   2
号等值机出力与浙江电网机组出力之和之间的关系
& J$ j, W4 n3 ]) a" f' WTab.1   Relationship between output power of the 2
4 Y2 p( t4 s6 G# r$ x5 ?. i; vnd

; @0 x1 W# @" pequivalent generator and total output power of  
1 M9 O: Q# X; P! pgenerators in Zhejiang power grid

$ u* `6 w$ }+ S4 V) {浙江电网机组出力之和  2 号等值机出力
9 m1 X: |5 ]+ ]1 h; b. D3 A; _* I运行方式
) ^% h6 U+ y0 U4 Y7 h7 dP/MW  Q/Mvar  P/MW  Q/Mvar
冬季低谷  9966.0  4082.0  9866.0  4022.0
3 {! P" l$ o# a4 J夏季低谷  10016.0  5902.5  9916.0  5842.0
5 i  A1 [- |1 {0 I' B  D夏季腰荷  12456.0  5267. 6  12356.0  5207.0
9 O* `* d8 w6 T& q0 ]' O) @夏季高峰  15611.0  6490. 4  15511.0  6424.0
4 A& t: R  H* }% V6 x3 h冬季高峰  14626.0  6337.2  14526.0  6293.0
# Z- L+ l( w) h. l因此，在线稳定控制系统在运行过程中取浙江
: t5 n: N+ q4 a4 x8 _省内各台机组出力之和作为
3 g  ~5 o( f9 z( j$ n% u2
号等值机的出力，取
7 y' T: `+ L# C7 K上海、江苏、安徽和阳城的各台机组出力之和作为
1 L" p/ L$ s6 t  Y! O1 L1
号等值机的出力。

3.2   
  k  t, Q1 z- q+ Z1 N* J6 ?2 G, s2 B等值发电机动态参数

# t4 I  R: }) p4 C/ e* @+ Q在目前的计算中，华东电网的机组采用不计阻
4 s2 O: B0 E/ p' \尼绕组的双轴模型，不考虑励磁和调速系统的作
用。运用同调等值法对同调发电机进行聚合发现，
, [* C9 c! i2 _' i等值机的动态参数仅与等值区域内的开机方式有
关，开机越多等值机惯量越大，而电机的同步电抗
和暂态电抗越小，暂态时间常数越大。

考虑到目前福建电网只能获得华东电网中个
别电厂机组的状态，华东网调也不能得到全部机组
的实时信息；而且在福建向华东送电的情况下，华
8 L5 ~4 A7 o/ J: Y  `东电网机组的总出力相同时，开机越多对系统稳定
4 u6 j8 N5 A( P越不利
+ ^7 g  P5 s& X[13]
，而当华东向福建送电时福建省内发生故
障基本不会影响系统的稳定性。因此，在信息不全
的情况下出于保守性考虑，在线稳定控制系统按照
最严重的情况考虑
1
* o' d( N3 }/ y# [号和
# d- V- w  R$ ~" R2
0 I# e* W; B# j, O' }号等值机的动态参数，
  l/ S+ \$ H# h2 R0 x1 X即取机组全部运行情况下的等值机参数。

3.3   
线路参数
7 H) u7 k( y& W5 o( A# p* t
本文采用电流变换法（
Current Sink Reduction
，
CSR
, C7 |& U. e# G; Y: |2 t）进行负荷母线和网络的化简
2 V8 h( O# N# A8 x0 [1 v% m[4,5]
# A. G" N5 b' l7 g" a$ v4 B. a' Z。由其基本原
理可知，等值系统的线路参数是实际系统中多个变1
2 S1 A6 B# S, Y  Y' H' H) G  引言
; U) N. _4 g; S  }9 ^
根据电网的特点和电网安全稳定运行的需要，福
建电力公司在现有安全稳定控制系统的基础上
[1]
借鉴
! [$ O+ j. {- x; K( l" ^3 r! i5 b国内外在线稳定控制系统的先进经验
* S- I8 a) i: l2 X6 p4 A[2]
8 f1 F. w8 E+ L% Q0 {* H，建立以“在
  a* r6 A  A3 d9 @2 y( \线预决策，实时匹配”技术为基础的在线稳定控制决
策系统，更好地确保福建电网的安全稳定运行
8 T6 |1 s: _. f8 d[3]
. I7 \5 U7 M( z" v。
( t- c& x' k$ f$ h/ m
由于电网管理和通信方面还存在一些问题，目
前福建电力调度通信中心还不能充分得到华东电
; _, G- F% ~/ A6 Q2 j7 S( H网内部的全部运行信息，而且为了节省计算时间、
提高工作效率，在线稳定控制系统进行稳定计算时
' \# C# k% @( `. e, _! j' Y需要华东电网的等值简化模型。

根据研究目的和等值方法的不同，动态等值方
法主要分为以下
3
种
[4]
( E0 N8 @4 ?4 z( D" B8 C$ l' d! _：①同调等值法，主要适用
/ v( @3 K7 y9 d; I1 j于大扰动下的暂态稳定分析
/ d$ j" |9 `0 }) H[5-8]
1 \0 R5 v% @6 Y+ c$ A$ a2 Z；②基于线性化系统
/ N9 v# M8 k- i$ d) d状态方程的模式等值法，主要适用于小扰动下的动
! \) w. K4 d8 |( t$ n3 x8 j态稳定分析
[9,10]
6 }' A$ V2 `/ P$ _3 L；③基于系统动态响应（或量测量）
) p' r" E4 R$ ~5 {. V4 S+ I6 w: q来估计和辨识外部系统及其等值参数的方法
[11,12]
- U/ e- {, I( T5 y, b。
前两种方法需要外部系统的全部数据，第
3
种方法
+ v4 o, S& a% v( }则需要对实际系统施加扰动并利用系统辨识的方
( S. L9 l6 Y- ]1 x% g% b* p法来估计等值系统的模型参数。
4 y% Y8 S4 X+ s7 I# W3
, a5 d* k  |# i) V. \2 [5 b8 E种方法均只能针
对电网的某种运行方式进行等值，不能反映实际系
! h% G, w6 S" [, r* Q2 T6 {' W统运行方式的变化，因而不能简单地直接应用于在
线稳定控制系统中对外部网络的实时动态等值。
! Z+ v8 _0 x4 r) a+ r( D4 ~" g
本文在对福建－华东联网系统进行深入研究的
基础上，通过保留重要的元件和节点，适当划分同  22  Power System Technology  Vol.29 No.4
( E  M* ^# C5 v6 b  m. r致
   
3 X4 u# e( k* n9 G3 \3 C. x谢
3 @0 O% _: a' g) @, h. E
4 F, q" y% ^$ [华东电力调度通信中心运行方式处和自动化
8 M4 z  j" u6 l7 [处以及励刚博士和曹璐博士为本项研究提供了必
要的数据资料，并给出了许多有益建议；中国电力
4 l/ E, C6 R, E# ~0 P/ Y科学研究院刘肇旭工程师对于本项研究提出了许
多有指导性的具体意见，在此致以诚挚的谢意。
4 c& v  B3 F5 j3 A, ?
9 N' s0 \5 ^* U4 J) m. k0 v. O# O+ N1 p参考文献
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收稿日期：2004-12-02。
3 O. `1 g- C3 t作者简介：
赵   勇（1976-），男，博士后，从事电网稳定控制与电能质量方面
" q0 m, [& i( {1 R, z" o的研究工作；
8 l& F0 _* g5 q# J苏   毅（1970-），男，高级工程师，从事电网稳定计算与自动装置
的管理工作；
6 C7 x$ Q/ q# m- I陈   峰（1967-），女，高级工程师，从事电网稳定计算与运行方式
( h4 j, b/ j% C+ `0 v# m+ ?% ~的管理工作；
! k: h4 E6 V% D滕   林（1973-），男，博士，从事电网继电保护与稳定控制方面的
研究工作。