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

   
  h0 h0 g8 ?8 M. f0 p& ]术
  21
在校验方式下，福建电网送华东
; h) X' t5 ^$ d! I/ n1150MW
，福
, w9 X# Q5 O* m双
1 P9 D! M% C7 d5 r5 J- a: j1
回线故障，
5
个工频周期后切除该故障线路，
13
个工频周期后切除水口
4 L3 P& L3 k) {1
台机。福双第二回线的
$ B" C) }( Q0 J) G, t功率以及福州北
' K3 w- X. B" O5 U/ @. Z2 B9 m500k V
母线电压如图
3
所示。


& z) J1 @2 a% v9 |2 ]; Q0  50  100  150  200  250  
4 h! @- P0 v+ B' x  ]300
−5
' F- X; U9 j9 z00
! x) I  d0 C5 i, ~+ u9 ]+ u' ^( _0
500
9 ^5 B* y4 A0 h. |1000
$ J6 m6 M- n8 p1500
2000
: \, g( O$ D. S2 F联络线功率/MW  
t/
工频周期

实际系统
+ B0 L& X7 E% c! m
! U7 V& k9 K: m% Z等值系统
3 Z6 G$ P; ]3 J  b
' l( c! ?: Z  ^, M7 [$ H0  50  100  150  
200  
- L+ I! @- R4 z- m+ R* B250  
300
0.0
0.2
0.4
. h  S- G6 n' \: T0.6
0.8
1.0
" }5 t# i/ ~$ U8 Q; s5 C电压/pu
t/
9 J' `6 a- N  R) L工频周期

  a, n9 ^  c4 l- P# h
等值系统

实际系统
8 I0 Z: N; z" N- z# h7 Y/ u(a)  联络线功率
(b)  福
州北 500k V
4 v8 k2 H* ~, W母线电压
$ Y5 v2 I& R& V2 q" x3 p

/ v' u  u$ A0 E5 D9 L图
9 V+ p; Z6 x- W/ L$ v7 l+ Y3   
3 t  d2 U! O8 P# Z: ~  n- ^( _& k  I
; {8 {" U1 k! H4 Y+ s校验方式下故障后的联络线功率
; M5 }- F* A+ c9 ]
: C) S" H* R- w9 G2 L( X及福州北
5 ^; Z5 O5 ?4 I+ c500k V
/ x5 |' t. ?' [4 a母线电压

: [- _$ c( g6 P  X: O/ k8 tFig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
voltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  
& O2 h" q5 `8 r, w5 s
由以上图表可见，将几种典型运行方式下的等
9 p, a7 i( V: t  Q; f! u" Z/ {: f值系统参数和实际系统变量之间的变化规律应用
! M+ u1 r7 j) @; O于其它校验方式后，同样可以得到令人满意的效
# P: _' Q6 l' v8 }+ C1 S; s) A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
+ [0 D: S' F" \$ p3 n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
式下的等值结果，而不考虑华东电网运行方式的变
& r  D% n# c1 g7 c* e- C化。为了估计实时等值方法的有效性，在福建电网
3 F! T* C7 w  M! T* c; |# f) M7 W5 R采用同一种运行方式下的系统数据、而华东电网采
3 O" k- O0 E( E7 A  \用不同典型方式下的等值系统数据的情况下，本文
对福双线的稳定极限进行了研究，结果如表
4
1 c+ M2 D& `% W5 C! s, W1 r7 M" R" n所示。
" u! D! j2 S/ b9 n, w; C
表
! T7 @7 b9 W1 f) {' z( ?8 R4   
2 r" G2 D3 A8 |; i' q
* P. {! u3 f$ n华东电网运行方式变化时福双线的稳定极限

& D% `; ]5 G& Q- Z* p3 h' C9 {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
2 x2 e0 H5 ^) b9 p4 r5 T5 w运行方式
" i$ y" s/ |( D# x- m华东电网
, |  \7 t9 [* H* ^5 d运行方式  福双线首端故障不切机后泉线首端故障不切机
5 \2 K& I! E; P7 W6 b夏季低谷  1245  1260
夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
0 C7 K0 R6 y' L) R' k1 n/ ^夏季高峰  1300  1340
4 B1 ~# S- [7 y由表
4
可见，福建电网采用相同运行方式下的
2 L7 ?0 @0 a5 i9 n* w. ]% [0 R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
% J; u$ }9 e' x$ t0 W' s: @6 X会有
50~80MW
& P$ P  o4 J- _3 a" F% |; t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，
  K3 C- G# E; E: k+ h: J/ y6 T则在多数运行方式下得到的是较保守的计算结果，
) e! D/ ?+ B' H) x/ Q! b限制了福双线的输电能力。而采用本文的实时等值
, O* Z& o9 ?) B: G. |0 `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。

+ I) |( f9 p- C2 c6   
使等值系统略偏保守的措施
- b+ n# _" e  M8 {+ P
. K/ c9 |2 {2 @! n; W" C# Q考虑到实际系统的运行方式千变万化，在某些
运行方式下系统的稳定水平可能降低，因此为了保
证系统的安全稳定运行，等值系统的计算结果应比
7 @  ^+ i! W2 ^- B4 D. B+ H/ |实际系统略偏保守以应对各种可能的不利情况。
, x4 G3 H, {, S
0 f$ m( o4 n* i本文通过研究等值系统参数对稳定极限的影
响发现，欲使计算结果偏于保守可以采取如下措
" L7 u9 R- d3 t4 O5 b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
- T4 x8 d2 \5 l) t  e拟合后的等值系统，两台等值发电机的转动惯量同
时按比例相对于原始数值变化时，联络线稳定极限
# o! `1 U1 ^; _: _6 ?/ s的变化趋势如表
- U& J& B4 I5 G5 ~5
所示。限于篇幅，其它因素对系
& u# h/ F) U/ m& t- k; d6 D统稳定水平的影响不再详细列出。

3 j4 Q! m! N  {: Y# Z9 P表
# y$ B9 U" c: T( X# @5
) a! ?8 W* H2 e  X  M! ]: f- l' A  
+ O, m8 T# o& y. \( P+ B: J等值机转动惯量对联络线稳定极限的影响

Tab. 5   Influence of moments of inertia of equivalent
generators on tie-lines’ stability limits
9 S# C" I% T, F. l5 m) p- D6 y
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
0.8  1175  1280
0.9  1150  1245
7 N$ Y4 f! o/ g6 r. Y' ^4 S1.0  1130  1210
1.1  1115  1185
1.2  1100  1160
+ X" }- ~( o8 E. N9 i1.3  1090  1140
* U, x  I: g& W' l3 {- Q1.5  1070  1110
# v/ p+ \  n* Y  u( ]2 r0 y" P2.0  1035  1055
∞  910  830
7   
" ~& T7 J- h" F5 z1 [: Y, t结论
& u$ G  D) ?8 Y/ ?, R( c% U7 G+ J5 F
本文提出了福建电网在线稳定控制系统对华
, K! C/ H- E) ~7 L" T' w东电网的实时动态等值方法。计算结果表明，采用
! B$ Q% [. _- |; ^2 y+ j该方法得到的等值系统可以比较准确地模拟实际
$ u, s4 ~0 n; z7 H# Y3 I& [9 w) Q系统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固
/ N' J, [( g# H5 g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
- f3 H  f, T) \9 j3 ?, a; }, _量的复杂函数。
( n6 d. T7 m/ S3 B6 H
研究华东电网在几种典型运行方式下的等值
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，
) a$ }+ C& U+ E6 R, ~2
5 u8 h5 k& k* R* [! f号等值机和双龙间线路的参数
如表
' o( A8 {9 W! f" ^7 p2  
9 F) P2 ^! w1 K所示。

4 u, q/ \( m. |  r! _. |表
2
  不同运行方式下 2
5 L. x  y) f0 o, A0 R; _' m0 _号等值机和双龙间等值线路的参数
Tab.2   Parameters of the equivalent transmission line from
4 }7 d0 Q3 k2 O8 t9 _) jthe 2
nd
8 c- [5 P6 Q! } equivalent generator to Shuanglong substation  
under different operation modes
- j% K& X3 V; {" g运行方式  电阻 R/pu  
电抗 X/pu
冬季低谷  −
4 G; G; ?+ U' `2 J0 \  q0.00049  0.02853
+ N; q/ F% z9 p# V% V夏季低谷  −
0.00119  0.02970
夏季腰荷   0.00032  0.02870
夏季高峰   0.00062  0.02838
% Z4 `- C. q( L* U" T6 W3 B0 a冬季高峰  −
% G8 |& p9 ^6 n/ j' P0.00201  0.02951
/ z5 K, n- r! t- H研究表明，等值系统中的线路参数越大，稳定
0 s$ {* r6 k  b5 a- _$ R计算的结果越严重，因此本文取一组固定且偏大的
参数作为等值系统的线路参数。

3.4   
5 v0 d) W7 Q7 ?节点负荷和并联导纳
7 b3 Q$ ?0 h& B1 a6 n0 K
1 D& k, r3 A6 j9 v: _8 L9 O由化简负荷母线的
- ?9 n) w. c- i; ]CSR
9 y) o: K2 w# M# |! r8 P方法的原理可知
[4,5]
' l5 s+ H3 F5 F1 M1 I1 a% E，
等值系统中各节点的负荷和并联导纳是实际系统
6 Q. p; E1 T2 D) M$ |中各节点负荷和导纳以及节点电压的复杂函数。
! ?8 p* b/ f, J7 R
- \* V) u4 _' N以
5 K& K* }* |$ s* o4 |3 a* S& ~1
/ o0 i' }" o' G: ^7 p- W号等值机为例，其节点负荷和并联导纳与
2 E; m9 ]$ }9 @: U6 m- e原始系统总的有功和无功负荷的关系如图
2
所示。
其中，
P
和
Q
表示节点处具有恒功率性质的有功和
# D5 \* d# R2 h% `: U2 H无功负荷；
G
9 C4 W, B' M( X5 C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
3 x& ]0 b) a& @/ N. @+ P  D[14]
9 a2 l+ t8 v! S" C' E3 g+ S1 I；
P
LOAD
' Z- a) x: R3 S7 J! ~  h; n' f和
Q
3 B: B2 `' g  }, rLOAD
; h) ~; ~) G5 ?4 ?( X! ?. `表示系统中总的有功和无功负荷。
9 V+ j0 {) v) @1 w1 B) g7 L1 v
. n( M: O2 Z. x0 ]
44000  48000  52000  5
( k: Q3 s" b4 D2 E  P6000
$ g6 d/ `; c) U! F. r# l! y4000
6000
& T  }2 t* b* z2 k6 q+ m8000
10000
# f3 F8 j1 b3 ]2 f1 k12000
9 m, A- o2 @) h! E( V% i% a3 R14000
16000
18000
20000
MW/Mvar
P
7 a4 w' J7 F3 f: _) ]9 G0 C9 J, i3 K14500  15500  16500  17500  Q
8 j6 w+ l6 ~1 J$ K+ z* YLOAD
# p" A! a- N0 @+ I( U/Mvar
- t7 \/ E1 Y( y4 M7 l4000
6000
8000
, F( p6 S" ~+ Q" U! d3 V/ z10000
12000
14000
# a: X1 x' ^# N* x4 k( n16000
18000
( R( a1 t0 X2 P20000
P
3 K6 h1 Q; Z7 d. B; e' E, UQ
G
B
Q
G
B
MW/Mvar
P
LOAD
/MW

$ h& V5 }: R& N; c5 u" Y. P图
2  
, q5 B, I/ `2 m  b: y  
% E! y8 l% f5 `1 B6 G* l+ t  M1
号等值机的负荷、并联导纳吸收和
7 b" j3 E) u7 h. _  T发出的功率与系统总负荷之间的关系
4 n8 V* t  O9 \7 f9 i" \7 ^6 rFig.2   Relationship among the load of the 1
8 _8 z7 S+ B0 P( q  R' U3 g* Ist
; j/ P1 k( k- Y7 `) ~; D equivalent
8 \- X- I4 Q- c" G* [# M( hgenerator and absorbed active power and output  
6 u/ B; J7 I: J+ ]2 I2 v" qreactive power by shunt admittance and  
$ B, |) X$ ?" ?6 W" V5 {0 [3 Ototal load of East China power grid
+ m+ p3 C0 `$ ]7 O0 |
由图
2
可见，节点负荷、并联导纳吸收的有功
0 w2 S: l$ s- |" l/ g6 f) V0 O和发出的无功与系统总的有功和无功负荷之间存
; v/ d4 }& L' B) X- `: `在近似线性的关系，因此假定各节点的
: [" M. o4 ~! `P
8 H9 ]  r- P$ O- q  O  F、
Q
' J6 C2 m( p& e. e7 F、
G
、
B
和
P
; {; n& @. Q' v* S8 z! k8 aLOAD
、
Q
LOAD
之间存在下述线性关系：
, n4 u/ Y' F5 f8 t( p* G
P=C
0p
9 u4 O2 `6 w* Z3 X- S) l+C
1p
/ M2 U4 X9 o8 Z4 E+ G) i×P
# g* x' e% |) r6 eLOAD
+C
2p
3 D7 h" V% m, ~. u7 P( k×Q
* l! v4 Q8 I$ PLOAD
* c9 O0 R$ h+ d3 [. h( I: w
Q=C
0q
# |! M: h$ X9 U7 g0 q+C
  c' ~. W; E7 i1 H. o+ {1q
×P
LOAD
+C
2q
; r: h8 `- O* E  y7 Y7 `0 l×Q
LOAD
$ R& K4 j, M3 f  @) s  K  d$ I
$ R( U" F* f5 W- iG=C
( p/ C- k' d4 H- W% @0g
+C
$ t5 Q8 D4 F- g1 g7 f# y4 Y1g
" L" L8 ?& p  I9 ^, h×P
. Z$ k, c$ }7 T6 R$ t" l: fLOAD
9 v: @/ p$ V( F0 w/ l  C) C+C
2g
# ]" k! y" X* N×Q
% @9 c1 y7 e0 nLOAD
# i8 e0 u7 F, U+ ~+ b' \% f9 x
B=C
0b
/ i9 w7 }# t# [. K+C
( Q4 O2 a' j  Y  g8 t* l1b
8 n- R* a" C; ]: c$ @2 s- [" J1 A×P
& m0 C* e% O1 u( W! V% zLOAD
+C
: b% p0 N, @- `: r0 j4 Y7 f2b
×Q
6 Y% ]; t, z# u$ LLOAD
! x* T* Q0 l9 p5 P
8 T1 A* g) k; K; n8 r其中，
7 W. U0 y( c7 L3 FC
2 B4 _$ {6 |7 Q% l9 s" T3 q; m0p
  R* a( a1 I  y" T2 _" C' O、
4 A6 d5 s2 a7 p: v$ xC
7 n2 [/ N# W" X1p
( N( N& b+ d1 m! K; i" G、
6 }1 u1 _. G6 jC
2p
4 e) M4 E# M6 E! _3 g( K  H' }、
" U- F) c4 F  m2 R: W6 h% `1 y! j, xC
* d+ p  Y2 r/ V5 L9 I+ s) k5 }. S0q
- o& x/ J' M' h4 Q2 Y& A4 ~8 V、
2 d0 N1 u' q+ N: K  sC
1q
、
C
, N% w9 Q  y$ @$ }: X' m+ j1 u# A2q
- j* t5 f8 d8 g6 f- q、
C
0g
、
2 c/ O% @) w& W8 N# R6 G' k& w" DC
1g
/ P$ L& \* T2 b  _* F0 }7 U0 S& ^、
7 Q' `+ D/ u# X8 K( [C
" F6 G& H7 S" b1 Y# _2g
& n$ H, t2 C8 }. \6 g8 H、
C
0b
: U7 c6 |& e! g& X* K# u8 G$ S$ Y、
C
1b
5 `3 k& @2 v& }, R9 Z- A、
" [3 `9 n- I; X% i; m' k, vC
2b
为比例系数，它们确定了
6 w- X8 L' }6 i% C" i节点负荷、并联导纳吸收的有功和发出的无功与系
+ w9 {" N9 ^; [1 w5 G+ A统总负荷之间的关系。
( d' x; B4 E- A# B# S  m
根据典型运行方式下的负荷数据和等值系统
3 I& X0 E8 i9 {* ~) m5 t参数，可以运用最小二乘法通过拟合各节点分别得
& s4 Q' `+ x% n# L, D到上述比例系数，实际运行中根据采集到的系统总
& }# y  ]6 q2 m4 o4 X/ h& }% s有功和无功负荷便可实时估计出各节点负荷以及
导纳吸收的有功和发出的无功。

3.5   
等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算
0 r$ s: c& i- D7 m
当等值系统采用如图
1
所示的网络结构，并按
3.1~3.4
& J( ?5 y6 c1 G. b节中的方法实时确定其参数时，需要采集的
, t" r% B: I! u9 J7 P6 b实时信息包括：双龙、凤仪和瓯海
$ P4 ^$ l9 |( j$ n6 _* K( b5 m500k V
母线的电压；
4 o% s+ s4 r8 x, n: T! s2 D# c线路福州－双龙的状态和潮流；线路双龙－凤仪和双
$ M8 m0 |( y/ Z, r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
徽和阳城的机组有功和无功出力之和以及这些区域
内有功和无功负荷之和。在已知福双线潮流的情况
下，以双龙、凤仪和瓯海作为
8 ^$ ~9 k# @" P" V" V) a3 iPV
0 Q5 M$ B0 H6 Z5 M! v0 v" m* J4 r节点，
1
' B' `* s$ `$ U/ F6 z号等值机
. p) U+ F/ k" {% s作为
3 [* {( E7 H/ y& x( ~Vθ
1 n+ {& n% h8 Y: e: x: h节点（指定电压为
1 c7 k6 Y+ u# u  L3 v4 v' u1
: x2 w- G  _$ U. l∠
7 v8 @3 s* ?! ~; f4 a* W0 c0
2 a" Z; r1 F4 e0 a°
# D, n- {# ?) \+ P5 ^  m7 Hpu
），
2
号等值机作为
9 `$ O6 B8 t* ~( W0 |PQ
节点，可以对等值系统进行潮流计算，并以计算
5 [6 d6 M& I$ P7 {结果为基础进行稳定计算。
% a2 I: F8 L1 [! E
6 d5 O1 @4 v' J/ |' N0 z- Z4   
$ y3 j% i5 A& B& n1 y结果检验与分析
* F+ R4 I3 o+ x! R
- q$ J$ e5 ]+ Y" M0 `! q运用本文提出的方法，通过估计分别得到了华
5 W  A3 h4 s, m3 D东电网在典型运行方式和另一种校验方式下的等
值系统参数，并与实际系统进行了比较。为了节省
篇幅，表
; w2 c3 a' o9 \% v1 ?3
" c/ l. V4 f) _/ O" j仅列出了校验方式下的比较结果。

+ {4 b. O: ^' S4 ]3 m) N, x表
. A1 k' m! S/ ~' ]3
( W- m0 y6 L" z" u, u7 \  校验方式下等值前后联络线稳定极限的比较
Tab.3  Comparison of pre-equivalence and post-equivalence
, k) @/ n% H* W" U4 otie-lines’ stability limits under the test operation mode
3 o3 g6 i. h( s/ n福双线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
后泉线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
线路运行/
检修方式
% t1 B, u  V1 R! P7 s; I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
5 F  w+ o$ k9 n* M5 [3 U2 z双龙－瓯海  1095  1075  945  910
2 h, C8 [( Y4 r( m) p兰亭－凤仪  1110  1105  980  970
凤仪－瓶窑  1110  —  990  —
瓯海－天一  1115  —  990  —
注：表中“—”表示按正常方式处理。
6 J5 q/ h6 }0 W" S" t    术  19
% |+ F" s+ c( K6 i( d- F# l调机组，并考虑到可能获得的实时信息情况，首先
确定了一种适用于华东电网多种运行方式的等值网
% l6 U0 D8 W7 u$ |络结构。基于同调等值法的基本原理
* C9 c  L6 [2 T[4,5]
，通过研究
! |; s/ [$ O: D4 Q$ K* E几种典型运行方式下等值系统参数与实际系统的总
负荷和发电量之间的关系，提出了用简单的数学关
7 ?7 t( A, M- `. v; r系来近似表示等值系统参数和实际系统变量之间的
. b; n) ]+ _' W7 B- ~2 o变化关系，在实际运行中根据采集到的信息对等值
% R! {0 E; Z3 _; O系统参数进行实时修正。计算结果表明，采用本文
方法得到的等值系统能够比较准确地模拟实际系
+ `' k# y! @3 ~8 Y, F: _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
的变化，从而更有效地利用联络线的输电能力。

  J! d' F* c4 z- y7 N) E4 n2   
) p  W; [% l; Q等值系统网络结构的确定

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
则确定华东电网等值网络的结构：
/ b, x( F$ ], w% R
5 y2 B# P9 l# W- \9 Z) `. ^（
6 Y. Z  Z! ^0 ^% z9 [1
; ?5 _4 X& [  a6 _$ @）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
节点。

3 v/ s1 ~! ^/ }' D! G) l3 x（
3 P7 q; R1 g- A% H2
. \! B* m; m+ s7 P( {2 v. ~% I）将地理位置接近且在不同运行方式下故
# m- U! F7 ]: J# C3 b障后均基本同调的机组划分在一个同调组。

& `9 i) S8 E" T% a  B$ _; N7 t% K/ p（
+ e/ J7 h4 F, z% A3
）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
: Z+ ?1 p. c$ s" @易获取，维护简便。

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
# C3 w  @; i1 _/ u+ J6 c双龙－瓯海对于福建－华东联网系统的稳定水平影
, E$ B: y/ X6 F# P! e5 @7 P响较大，而其余元件对联网系统的影响较小
[13]
，故
+ K; Q( [, K1 u% {0 Z; ~) f; U3 N将华东电网等值系统的结构确定为：将上海、江苏、
/ w4 M& _- z" U安徽、阳城等地的机组等值为一台机（以下称为
1
" ]& g. U; x2 j号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
, I3 [# [8 [6 Q& c2 [为
+ v4 W6 N9 [( [0 q  k# q2
( k* Y/ G# b6 t( d" P  M6 @: y$ F) c号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
500k V
, z0 G  V% v8 D: M母
线；保留双龙－凤仪的
& s! a/ j3 _8 o% N/ Z+ ?! l3 a500k V
双回线路以及双龙－
' d% y! X8 C% q) G; b瓯海的
500k V
线路。等值网络的结构如图
1
所示。
! z! \! x8 p- z

凤仪
双龙
瓯海
9 U8 }& A. u# I( a$ |福建电网
1 号等值机
* a5 a1 y# Q3 U) ]2 号等值机

# I/ x% B/ t1 H  A3 A5 H! [8 f- t图
# d) S3 O* O* `' R! e1
1 n& O+ U% }+ q7 z0 @& i  华东电网等值系统结构图
Fig.1   Diagram of equivalent system for  
East China power grid
) K. p8 E0 }8 D; c; k3   
等值系统参数随运行方式变化的规律及
其实时调整
" Y& b( ~; S$ l( Z- @
3.1   
+ E. ]) ]9 o  s4 @. Q. b8 ^8 T等值发电机出力

5 J5 H, o+ H9 l/ j6 U* o同调等值法采用恒等功率技术对同调组内的
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
+ P0 V; _& J# B/ N' ~! G变
: y4 c/ {7 {- h4 ~- q' K8 d[4,5]
5 a5 X2 K2 j7 z/ _。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
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
2
- d1 t. S6 A) S( y号等值机的出力与浙江电网
2 i- Q4 e+ q; P. g- |+ W. D' N! v机组出力之和之间的关系如表
1
1 b  Q/ X9 [; |' ]: g+ S$ ~' r所示。
* X4 y5 Z) E' Y, D- v
表
- V0 w- U* [' f8 R5 N7 c1   2
/ [! i. v; M0 H( D& V) q7 e号等值机出力与浙江电网机组出力之和之间的关系
Tab.1   Relationship between output power of the 2
3 m0 W8 o! z( Dnd
5 R6 q: @6 @3 G$ U& b
& B* Q5 I( l- O: aequivalent generator and total output power of  
7 P5 ?1 M% n! i0 i# C, _generators in Zhejiang power grid
9 i& P2 k3 x' l
  X1 r, o! L6 y+ S2 t" S! E; P浙江电网机组出力之和  2 号等值机出力
. [; X3 y+ x0 q& C- l. {运行方式
P/MW  Q/Mvar  P/MW  Q/Mvar
冬季低谷  9966.0  4082.0  9866.0  4022.0
' S. R" ?9 Q! f& f0 Y. Z2 q夏季低谷  10016.0  5902.5  9916.0  5842.0
夏季腰荷  12456.0  5267. 6  12356.0  5207.0
夏季高峰  15611.0  6490. 4  15511.0  6424.0
: ^; f, D  l3 ]3 j8 d冬季高峰  14626.0  6337.2  14526.0  6293.0
) M; I) @& l: D* l8 U$ G& N1 K因此，在线稳定控制系统在运行过程中取浙江
省内各台机组出力之和作为
2
  q8 w+ q7 `% k4 T号等值机的出力，取
, \# z$ A; g- D上海、江苏、安徽和阳城的各台机组出力之和作为
1
  ]5 N0 L5 R# Z+ H号等值机的出力。
  ?1 O/ ^: q- T' D
3.2   
8 l3 a- a  X. X) T$ _6 {3 h等值发电机动态参数
' n1 p' l0 J" j
* Z9 h- r7 }* Q- O" R在目前的计算中，华东电网的机组采用不计阻
尼绕组的双轴模型，不考虑励磁和调速系统的作
: h) `1 u3 k- }- v+ P3 z& m用。运用同调等值法对同调发电机进行聚合发现，
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
% ]* @' C0 G' H和暂态电抗越小，暂态时间常数越大。
& A0 Y2 n9 A$ p7 y6 s
考虑到目前福建电网只能获得华东电网中个
4 a$ x) l8 ~+ t别电厂机组的状态，华东网调也不能得到全部机组
0 f3 j) k3 d$ X& W, ~$ [/ a  e的实时信息；而且在福建向华东送电的情况下，华
6 U; C# I& _1 F- E东电网机组的总出力相同时，开机越多对系统稳定
越不利
7 ~! o: W. W# D[13]
$ Y* u7 N+ h' [  M! J5 T，而当华东向福建送电时福建省内发生故
. u; @" X2 e# |) u障基本不会影响系统的稳定性。因此，在信息不全
: i" G& ]% l8 m( j的情况下出于保守性考虑，在线稳定控制系统按照
' w( z, `+ z. ^最严重的情况考虑
8 [* F" v' h" r# b  F% O0 p1
' q9 C! W7 U1 R8 _号和
2
号等值机的动态参数，
3 _& c' l1 _  j. D* h0 x即取机组全部运行情况下的等值机参数。

3.3   
& p- m; Z! P; I0 y8 L线路参数

本文采用电流变换法（
Current Sink Reduction
0 z& L$ Z1 R$ e; J; [5 X( l，
CSR
( x" V) e% S8 _( H8 J）进行负荷母线和网络的化简
[4,5]
。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
. z: T9 v* ~9 a0 L7 |5 l4 F  引言
9 g8 N7 m; A9 c; d# X4 ]. r4 ?
& l: B/ @  ?9 h+ `5 ~根据电网的特点和电网安全稳定运行的需要，福
% c, Z3 F0 ~: w# D: q/ B建电力公司在现有安全稳定控制系统的基础上
6 C' ~% \& w/ L) l' B[1]
借鉴
9 M. d0 t1 d5 ~: x/ s国内外在线稳定控制系统的先进经验
3 P& P: T; O7 h  x6 J* z6 [[2]
# s$ [1 y# n9 x: J9 d3 ~! k6 c4 q，建立以“在
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
4 T9 u4 \0 f4 i  y( v( {. m[3]
。

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
; ]: W( \: D; f/ C$ `0 P7 g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
需要华东电网的等值简化模型。

, s3 ~3 D1 ]$ r( K根据研究目的和等值方法的不同，动态等值方
3 i3 P) h+ ~2 @% s法主要分为以下
; e8 z( e1 O' |3
种
5 O9 t# }2 F4 v5 U[4]
：①同调等值法，主要适用
6 @( V) \' M  c+ f) R' T, ?- i5 G  c于大扰动下的暂态稳定分析
) M' @  y( q$ K: g[5-8]
；②基于线性化系统
! m& g/ I+ l) @状态方程的模式等值法，主要适用于小扰动下的动
/ Y$ Y# F! C6 D3 b" w: L8 C, R态稳定分析
; ^2 ~1 K. Q& j[9,10]
；③基于系统动态响应（或量测量）
来估计和辨识外部系统及其等值参数的方法
[11,12]
! \7 f9 T9 u, G。
前两种方法需要外部系统的全部数据，第
+ V; q8 m& I5 D- k; i7 Y3
种方法
则需要对实际系统施加扰动并利用系统辨识的方
法来估计等值系统的模型参数。
, q) x0 K; k6 v! U/ O/ \! a3
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
# m7 s" y' H( s. v4 J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。
- ]4 ?9 m$ L, O
% D" F6 X; x- [8 I/ e6 q& J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
致
2 i4 e, T+ ?/ ?; |: ]) |   
谢
1 ]& j. U1 P0 C0 Q; y+ z! K/ e* F
华东电力调度通信中心运行方式处和自动化
! R; f7 a9 a8 B' o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
. ]& c3 g4 r: s$ F, y3 H! Z4 ~2 {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。

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收稿日期：2004-12-02。
9 G- D* w7 {0 V* d: a: c4 X作者简介：
3 K* h7 Z. v) V: M) ?' `1 u赵   勇（1976-），男，博士后，从事电网稳定控制与电能质量方面
的研究工作；
苏   毅（1970-），男，高级工程师，从事电网稳定计算与自动装置
  O! l% G5 e' c  d/ e的管理工作；
陈   峰（1967-），女，高级工程师，从事电网稳定计算与运行方式
) S  ?$ R8 L7 I的管理工作；
滕   林（1973-），男，博士，从事电网继电保护与稳定控制方面的
. w' d+ U' J3 Q# m+ J3 F& V研究工作。
+ ?# b8 V& v' F