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

   
术
  21
在校验方式下，福建电网送华东
2 h% \0 J- Q  w5 F) u1150MW
，福
  h  R( e+ ?3 M双
0 ^+ Q' q2 o# I; i  Q1
回线故障，
& l: G) u6 c  j% X- K5
个工频周期后切除该故障线路，
# \  w! B1 u" h1 x  B13
) a8 W/ A0 V" \! H, `个工频周期后切除水口
; [; J. q; P* y8 G  [% g9 s) C1
台机。福双第二回线的
2 S7 m( n; q+ X  K" ~' y8 a9 M  y功率以及福州北
! {0 E% p0 Q3 M0 u! i500k V
1 u3 ]# w' M: n/ \! D( [4 G6 L母线电压如图
3
2 B* Q, k+ o0 ~% w0 Y' n% v5 U所示。
* c2 D  x: j1 z/ Q  g

0  50  100  150  200  250  
9 I4 g3 g8 |+ d" h0 ?" ^- R300
−5
00
0
500
4 s7 d$ o+ |+ D, L, u1000
) G& B7 M. ~8 x/ _3 }0 q% q1 \1500
$ g. `# Q1 Q* H  W( f' Q/ F! h2000
联络线功率/MW  
t/
工频周期
% a; N/ p, p7 N- p5 o% {0 n; @
5 A' ]1 S$ ]4 n! }$ A' x8 Q4 M实际系统
2 d, }. u& l, q" U. @9 G
- }' {' l: u  i等值系统

0  50  100  150  
200  
; f! A" r" a* ~& I250  
300
0.0
* `& i; v6 [$ v1 N. K* y; x8 h' D0.2
: F3 y  Q' v. X2 s6 \; |  F: i* ?0.4
) e& v- `7 P) V2 F% N0.6
0.8
% v& u& f4 G- O+ K& h. n1.0
% i7 J4 a- W$ m3 N1 M) m# Z' i2 f电压/pu
! C  Y0 i# U* ft/
# D. x6 D& g$ q工频周期
4 b. s' z2 V& y7 `! N4 j
/ t1 s5 w# M5 ?' v( R
等值系统
% [0 ]" w/ n: N$ K; ?8 H) C7 k5 g) C
/ n# Q& a. t. C8 Q5 h实际系统
(a)  联络线功率
9 p) {1 P$ [, d2 s8 ?% d(b)  福
州北 500k V
母线电压

8 K6 x6 W. [2 i: v8 h4 @3 P
图
5 S0 j8 t* P9 [- w0 T) N; v  W: H3   
$ s5 p. B/ v' w) c" u" Z9 J
校验方式下故障后的联络线功率

3 O; y' V) F  p6 z* `及福州北
; }$ ^4 x( q: B) k9 {) \) `500k V
( i/ p( r. i8 O! A) Z( \  h母线电压

, C, F' y. ]- v6 B, K  R! c- v! kFig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
voltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  

由以上图表可见，将几种典型运行方式下的等
' F- \$ d# I: ]7 e" |# e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。
% e' U4 a+ D# U, n- w+ {7 a
9 V  i  I' t2 r5   
实时等值的效益分析
+ b. h) F2 K2 K+ p; k
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
0 M3 k' e: I! |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
化。为了估计实时等值方法的有效性，在福建电网
2 I6 W; L: K/ O( Z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
5 ?- Z% r* K# M9 y" G( h对福双线的稳定极限进行了研究，结果如表
# R6 q5 ?! {1 q% y" \  f+ _4
3 O6 F2 W6 O, V: S9 o  O  |所示。
$ g3 l( ?' S- d! Z' ~2 \
( |$ B+ T$ P9 S7 a# `表
9 |) |, R+ I, Z* o4   

, s9 \8 A7 K3 N华东电网运行方式变化时福双线的稳定极限
$ g3 v3 f+ w# R! `8 C
' h; |6 b9 m; I" I5 S; T, eTab.4   Stability limits of Fujian-Shuanglong transmission
; l# ^$ E! ~. T& Lline under different operation modes  
for East China power grid
- ]. k4 H: z9 h, f0 ~福建电网 福双线稳定极限/MW
/ c' {9 o' D* P) j5 Z运行方式
( V  U# @9 E; O4 D8 u5 o华东电网
3 s+ }0 _: u) A+ s运行方式  福双线首端故障不切机后泉线首端故障不切机
3 N# F- F2 X* |夏季低谷  1245  1260
夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
夏季高峰  1300  1340
由表
; w' c: S# U2 a' u" b! s4
可见，福建电网采用相同运行方式下的
7 w  x7 d* ^& G: X1 o( ]+ P系统数据，而华东电网分别采用夏季低谷、腰荷和
4 G( j0 m, w8 R) l/ f* {( L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
: r$ B% A1 U2 r1 E7 @的波动；如果在线稳定控制系统对
: d6 _, c4 u# ]6 `# }/ r# q3 S华东电网仅采用一种固定运行方式下的等值数据，
* _/ @: ~9 G1 W' \( ~* Z4 t% u则在多数运行方式下得到的是较保守的计算结果，
7 B. [- z4 h. z+ F' I2 |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
& |  i/ \: R4 {9 b1 M地利用福双线的输电能力。

5 v. h. _" D) K( U6   
使等值系统略偏保守的措施

考虑到实际系统的运行方式千变万化，在某些
7 G6 g' j2 S" V6 M2 o, h3 k! D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
( L' n8 r. \0 p+ g实际系统略偏保守以应对各种可能的不利情况。

' m1 j3 ]* G5 `* b5 K本文通过研究等值系统参数对稳定极限的影
3 d! Q4 a- A3 Z响发现，欲使计算结果偏于保守可以采取如下措
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
2 d, d4 r+ E2 c; @9 t& W/ f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
0 r) E4 G( ~; E( ~1 ~* Y的变化趋势如表
1 X6 `8 w& M$ _4 L5 W1 [5
# M( \4 g! M' E- T' v所示。限于篇幅，其它因素对系
统稳定水平的影响不再详细列出。
" a, B8 a# i* i9 y* K. \# _
表
" Q9 _5 k- X% T- G5
9 E1 J6 ?/ P$ _: a" p3 f( t  
( U3 h* v1 B$ z, i2 W. a6 Y等值机转动惯量对联络线稳定极限的影响
  S" `$ R1 d4 d1 i# y( K0 m) ?) P
Tab. 5   Influence of moments of inertia of equivalent
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
* O+ w, ^5 J+ M) e0.8  1175  1280
* j% E3 r% N2 ?8 e( k0.9  1150  1245
1.0  1130  1210
' l8 Q; f0 ]* O/ h1.1  1115  1185
* i0 Q1 f7 a4 M6 Q- w9 u1.2  1100  1160
; v: n- y3 G# L: k" n$ u1.3  1090  1140
* J1 E3 M  M; x+ j$ b1.5  1070  1110
" _: }9 p$ \  X$ e2.0  1035  1055
∞  910  830
& J4 q2 C! k7 Z* ^& z- h2 G7   
结论
$ b1 L: i, a% P6 V- v
本文提出了福建电网在线稳定控制系统对华
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
) `% _7 Z/ }. e! g1 h9 B系统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固
* b5 G4 \5 c  \( d定不变的参数相比，可以更准确地反映电网运行方
! d( I! x7 X7 Q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
量的复杂函数。
; H; S" e( d$ b1 R# p/ x
/ @3 V: U; w6 H# J8 K研究华东电网在几种典型运行方式下的等值
. s4 {2 T, s  r: {8 Y/ G# n0 O0 s$ W结果发现，在不同运行方式下等值系统线路参数的
* ]; g; ^) r, \2 W( D1 {! k  L. ]变化很小，其中，
2
; n0 `! c* |' W# Z9 S4 M* Q号等值机和双龙间线路的参数
如表
& N: U2 h) N+ n& J2  
所示。

表
" h* k0 d! }! V# [2
% }6 {& Q" v1 g4 C" v/ N1 S. {, y  不同运行方式下 2
号等值机和双龙间等值线路的参数
+ i6 M$ x+ b  y) P9 [Tab.2   Parameters of the equivalent transmission line from
the 2
nd
equivalent generator to Shuanglong substation  
under different operation modes
+ a, f. P8 B# V1 v5 d/ C) Z运行方式  电阻 R/pu  
8 k- P, y& u  q9 ?4 K% |电抗 X/pu
冬季低谷  −
0.00049  0.02853
夏季低谷  −
0.00119  0.02970
夏季腰荷   0.00032  0.02870
3 X6 y4 r$ i  t# d( c1 g3 t夏季高峰   0.00062  0.02838
3 D' A! u/ P: w; H' S冬季高峰  −
0.00201  0.02951
研究表明，等值系统中的线路参数越大，稳定
计算的结果越严重，因此本文取一组固定且偏大的
% B+ U& F6 H' W) v' r# X参数作为等值系统的线路参数。
9 ]& t5 A' ~( G* H( k6 b
3.4   
节点负荷和并联导纳

由化简负荷母线的
7 V" ?5 z* h# d3 aCSR
" T7 \5 {1 ]! A方法的原理可知
* J3 M, U  c0 y% b# ?5 b' k[4,5]
，
等值系统中各节点的负荷和并联导纳是实际系统
- e' J, i' D( E* ^中各节点负荷和导纳以及节点电压的复杂函数。
( W. I$ f8 d0 k/ N; F
4 C/ p7 c1 q1 ?7 P6 b3 N! R7 A( {以
1
9 m$ s" A2 x% u4 I4 Y# Q号等值机为例，其节点负荷和并联导纳与
" U$ D8 r6 Z6 W9 t原始系统总的有功和无功负荷的关系如图
2
所示。
) {4 I5 h- a' t* A' S: K其中，
, O: W8 n0 s3 [; o3 oP
/ F7 @! c1 X- e和
Q
! I7 W! F9 J1 q. p1 Y+ A! z表示节点处具有恒功率性质的有功和
, W( C' w4 i  Y无功负荷；
G
# y: A7 i' h# `3 ^& s; s和
B
表示节点的并联导纳支路在基准
4 }- H5 J2 P* i8 V电压下吸收的有功功率和发出的无功功率
$ T7 v% ]4 Z+ _0 M[14]
；
* r1 q, p2 b1 H; a( D8 ^P
9 S$ s* S% V# m  v4 zLOAD
和
Q
* i; j; W0 s* V: t9 ~9 KLOAD
/ i# n; W, b$ I. h7 `* C表示系统中总的有功和无功负荷。
. R9 r4 a& R! N  s" M

44000  48000  52000  5
6000
* y- c; x3 K  i  h5 R4000
6000
5 t4 G- \$ [* ~( U. Z* s! @8000
10000
12000
+ R) v& }% p& D+ [" P* ?14000
16000
18000
20000
# g7 W0 {+ x5 _4 W3 \  O$ b0 ?MW/Mvar
P
14500  15500  16500  17500  Q
LOAD
/Mvar
5 ]. s- x& n1 F2 Z4 A4000
6000
7 n! j6 `8 w1 T- {* P& C3 y8000
10000
6 \% `- h- C& }+ y12000
& y' O" V4 h8 x" a6 }/ Z4 v, R( w6 f3 G14000
1 t! W5 B3 Z" I- y& m- N16000
18000
20000
" I% v% G: U8 WP
; c5 p* U" P' d4 q2 l& L  zQ
G
/ R$ z  Y0 j% F6 n! |5 a% E6 mB
! D2 I- L7 h* I) C8 @8 }4 s+ kQ
G
B
7 X. n: y: m/ _' K7 }3 a8 HMW/Mvar
P
LOAD
/MW
' [/ @5 c; C5 K1 o9 T
: k& z! }% y9 G2 I5 Q# B3 _# H0 u$ g# @图
+ a* U. Y0 s7 I' p& Q" w/ D2  
2 d1 J8 Q6 e. Q9 Z) H8 M9 T  
( J6 ?3 S+ l2 l' @$ t7 n9 g$ O0 S1
8 l4 b3 |7 D* P& @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
& X, @+ I5 R8 sFig.2   Relationship among the load of the 1
st
' j- `; j) Y1 O equivalent
generator and absorbed active power and output  
reactive power by shunt admittance and  
total load of East China power grid

由图
2
可见，节点负荷、并联导纳吸收的有功
1 O+ _' t: v' d) L, d和发出的无功与系统总的有功和无功负荷之间存
在近似线性的关系，因此假定各节点的
P
、
Q
、
9 T3 {. @" B1 ^0 q3 IG
、
& M) s7 E; q* X* X! ?+ cB
和
! l5 Z( W# U# q* B" ?5 RP
5 d& d( Q! `& s  _LOAD
、
8 S, D2 N2 u5 K( N# z& L/ ~Q
8 P; O' A- \; Y% t. i6 k( zLOAD
6 @* b1 ?* T6 c! S2 E2 f之间存在下述线性关系：

P=C
# S; @$ K2 P5 F" t  b& H; n0p
: w$ S% C- Q+ \* T: G' C+C
- S' f# d7 z) O. ?1p
×P
LOAD
$ {! Q" H; A$ ?7 ?+C
8 ?+ U/ |5 \) W$ X+ c& m& f2p
×Q
5 ~& t$ k9 L! YLOAD

; a/ i2 @: Y- XQ=C
0q
1 L7 t! e: |! |+ z# R5 ^6 u+C
1q
9 J! Y2 r; z+ H0 b6 i9 S×P
LOAD
+C
# u$ j9 N( T6 o2 q% A! q' s2q
×Q
LOAD
  F0 M& y9 l) Z% e8 h8 q
8 _- `, O3 ~4 F+ EG=C
+ v8 `; c8 l( |' b" e0g
+C
1g
1 u, m% Z; {- Y! o×P
LOAD
+C
2g
×Q
# Q! J6 O9 {4 |6 ^" V: d' M0 g% |/ QLOAD
7 {9 k$ f1 U, L8 n
/ @4 ~/ B# T& R0 ~5 p) r* Y+ RB=C
3 \0 k5 {( z6 i9 A0 a# w& k* ^0b
, u4 F3 m2 e- S( G+ `4 @2 ^+C
1b
; m7 M  H& J+ n/ @) s% G; T×P
$ H* }( a  W3 M0 GLOAD
+C
) ^& c, t+ C% W2b
×Q
5 r4 l- e4 Q" v2 `( j0 ~4 OLOAD

其中，
* T' A5 G! [* z, b8 IC
0p
# C$ [7 n$ J# i. g  D$ B、
C
) y2 x9 j8 ^3 e8 `, H! S+ q1p
、
( Y0 G: ]$ H3 Z9 R4 V/ |8 IC
. a8 w. _" r& o5 l2p
、
C
0q
/ `8 I+ u- e0 @* {/ `1 Q# z# h3 |、
C
- O& f" t0 a* q/ L( R+ y1q
( J+ g6 x% S* F" @) x、
% ^: n) C' }) h1 j! n  m. ~4 RC
' @: A9 o5 U# I# f2q
, G- D( Z7 W# q1 s/ N; M、
" {' g* p/ x. o) ~C
0g
、
2 W' c# T/ b' ]/ D3 MC
1g
. c/ r* r3 ~  `6 `' [$ m" E& c6 N, ~、
% l) k4 ?  S/ a% i% L' }  CC
2g
、
; H' o5 }5 K6 n- ]" LC
0b
、
C
, {7 P8 B9 m: L3 s2 P1b
、
3 [: @, F) ?; T! jC
. @/ {2 u) m6 ]2b
为比例系数，它们确定了
4 v1 Y0 W7 u% [1 y9 h  V+ [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。

根据典型运行方式下的负荷数据和等值系统
  m% f  W# x  @+ ?参数，可以运用最小二乘法通过拟合各节点分别得
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
导纳吸收的有功和发出的无功。
8 O7 d) G  r& q: ^' z4 A" O
; Z; D1 m; S6 p9 f7 h* z3.5   
, q% j5 S" |5 X1 @等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算

8 @1 o* ]& |" J当等值系统采用如图
1
& ]2 J0 n4 F" e8 R9 F所示的网络结构，并按
1 G" t; ^! q' Y; `0 M1 [3.1~3.4
节中的方法实时确定其参数时，需要采集的
) l; F$ [6 l; c: }$ c3 y实时信息包括：双龙、凤仪和瓯海
500k V
母线的电压；
6 h/ d1 y, \8 a. S线路福州－双龙的状态和潮流；线路双龙－凤仪和双
6 E0 G) A$ @- @' r! D7 B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
& a5 X* U0 P( v徽和阳城的机组有功和无功出力之和以及这些区域
4 u" A& J$ V- D2 q内有功和无功负荷之和。在已知福双线潮流的情况
+ c( H( Q2 a% V4 m下，以双龙、凤仪和瓯海作为
PV
节点，
# s1 V% q* k- @1
0 A+ D1 f. N+ P号等值机
7 s/ c# Z. V( G& K( x% B作为
Vθ
节点（指定电压为
1
∠
" ]* M4 U* \# F* ?) e2 X4 V8 t5 ^0
! R3 \* [2 q) B8 c( r°
pu
- D" a6 x3 p! `7 T' `% }, o6 X），
4 w0 m1 r6 }2 {# l2 i0 P1 \, H2
- E6 Q1 s0 L7 D# R+ p号等值机作为
; |; s2 x  _+ W3 B. \; e% lPQ
  I, D2 M+ A8 n2 n4 Y! m节点，可以对等值系统进行潮流计算，并以计算
结果为基础进行稳定计算。

0 m$ X( k) p8 s7 F0 B! F, X4   
6 t9 Z# W$ g# J# j结果检验与分析
. `9 w5 d0 U# N8 s4 K
运用本文提出的方法，通过估计分别得到了华
. r0 Z" p' y1 X+ r- \- }东电网在典型运行方式和另一种校验方式下的等
2 `5 r  L* w( i" [值系统参数，并与实际系统进行了比较。为了节省
篇幅，表
3
仅列出了校验方式下的比较结果。
0 |/ O7 b9 e. T. U$ V( V4 ~* {: T: O
6 n+ a( L$ l4 Q: B' G4 A表
3
  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
tie-lines’ stability limits under the test operation mode
福双线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
# L- d. V' v9 z# W9 k' J+ a/ N* J后泉线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
线路运行/
3 d( ~) }. U9 s  V检修方式
实际系统  等值系统  实际系统  等值系统
3 @; w# V  |9 M) w) s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
0 N3 `1 B7 f! ~* ]+ }凤仪－瓶窑  1110  —  990  —
瓯海－天一  1115  —  990  —
注：表中“—”表示按正常方式处理。
0 r- o& A6 ]. S% a" c( E' Y$ }8 P    术  19
+ F! Q3 i8 c% Y: l% }5 `% Y' y调机组，并考虑到可能获得的实时信息情况，首先
4 B4 w' V$ T6 u2 i% E+ \3 X3 B+ G确定了一种适用于华东电网多种运行方式的等值网
络结构。基于同调等值法的基本原理
[4,5]
5 B! y2 O3 S$ c) e，通过研究
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
系来近似表示等值系统参数和实际系统变量之间的
# D, L6 J  U' K! s变化关系，在实际运行中根据采集到的信息对等值
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
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 p1 n% v7 w9 U+ `. x的变化，从而更有效地利用联络线的输电能力。

2   
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
% |2 n$ R5 \# }% T3 c0 q0 p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：

（
1
）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
; [. V# G" C. u& _4 V# @" l" J节点。

（
$ M( @$ h  f5 W2
）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。

6 P) h6 @& N0 p5 A# ^（
5 q5 x4 P6 l# _$ Q9 X3
）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
8 q" K% A# M0 v. D$ b4 {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
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
# ~$ {; J1 B2 r  F' F[13]
* x  \7 f: I7 a4 D1 a，故
将华东电网等值系统的结构确定为：将上海、江苏、
安徽、阳城等地的机组等值为一台机（以下称为
1
/ k, s! v/ z$ _! B" f, p( W号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
% [2 E0 K# l/ M; P* ?为
' h+ M3 y; f0 u) t' [) F* e2
号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
3 U6 T$ T3 M" A% H500k V
- ?- }. r/ k4 n5 `$ I# F& X母
线；保留双龙－凤仪的
5 ?% ~2 ]. r. Q, G2 Y' Y500k V
双回线路以及双龙－
瓯海的
" z" e/ u+ v2 c9 w. W: y500k V
3 d: N% U2 N4 Y" e( |1 A; Z9 D线路。等值网络的结构如图
: a( b/ L+ {1 M3 `1
所示。
( G% c  Z- k) L* p* i
0 ^1 f: S/ ~9 X" n) G' d
! \7 P2 }$ P. A# N* `3 I7 \$ @9 [凤仪
+ k  d0 T1 p/ x' n+ T, C双龙
瓯海
福建电网
1 号等值机
2 号等值机

9 W4 v, w5 V) E5 J* V; A图
1
$ [' {% {3 W: y: i  华东电网等值系统结构图
. B$ Z1 o- }, R% w9 P9 xFig.1   Diagram of equivalent system for  
East China power grid
; X3 I% |- f  S' A# X3 y. f% ?3   
+ Z6 D% B' W" s$ q2 Z等值系统参数随运行方式变化的规律及
& U, r1 W( J1 |2 _; J7 v% s: J) s其实时调整
; n' s: M% X3 v+ Q$ Y- y* h; n
1 w, X" h) c3 S1 ~3.1   
& z2 x$ l) y+ a等值发电机出力
; D, K# U/ d4 {# T  S) W
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
! l+ L+ Z1 z: ~% d" L3 V线的注入功率不变，同调机群发出的功率也恒定不
变
7 k, ?* ]: x- u5 ^& P[4,5]
。几种典型运行方式下的等值结果也表明，华
: B# L6 k& n& l" w1 i) W- F东电网中两台等值机的有功和无功出力基本等于
- d: x# {5 U$ }9 Z6 K等值前相应区域中各台机组的有功和无功出力之
- R! |' g, Z4 p. A0 w; g3 q8 I和。不同运行方式下
2
/ [+ L/ k, B# L8 `% `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
+ |; b: ~; ~0 @  A! x7 w) @  L1
所示。

2 g# c4 Q$ n) M表
! n7 G  L3 l  a0 @0 B" a1   2
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
9 A% C! ?- g, [# W) O/ ?) J) Tnd

$ |: _% I) ?6 w! xequivalent generator and total output power of  
$ v; O" u3 d7 H" Wgenerators in Zhejiang power grid

浙江电网机组出力之和  2 号等值机出力
运行方式
P/MW  Q/Mvar  P/MW  Q/Mvar
8 A4 |7 G5 b: k9 A, t- g$ S冬季低谷  9966.0  4082.0  9866.0  4022.0
8 h3 G0 z# g% K. U& V5 ]夏季低谷  10016.0  5902.5  9916.0  5842.0
/ N5 s; a* c8 V9 d2 l4 y夏季腰荷  12456.0  5267. 6  12356.0  5207.0
) |: ^% `+ b; m) C4 a+ X夏季高峰  15611.0  6490. 4  15511.0  6424.0
; |6 r7 }, J+ f5 p% d" O冬季高峰  14626.0  6337.2  14526.0  6293.0
因此，在线稳定控制系统在运行过程中取浙江
% @$ w/ C$ e6 U) j. n; t! n省内各台机组出力之和作为
5 g) A2 M* P$ Z6 t% N2
号等值机的出力，取
$ ?) m6 j  i1 R6 [) Z上海、江苏、安徽和阳城的各台机组出力之和作为
1
; U- }' C3 w+ J& X; i/ y& Z- R号等值机的出力。

3.2   
等值发电机动态参数
1 o$ M) [7 R6 M# w
在目前的计算中，华东电网的机组采用不计阻
, h/ {$ V( r3 F- M# W1 _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，
- m9 Z) y  Z# p7 R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
3 z4 ]% \# g( f! n- J9 R和暂态电抗越小，暂态时间常数越大。
4 Q7 z$ U. ]! C! U. g1 B& j
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
东电网机组的总出力相同时，开机越多对系统稳定
越不利
[13]
6 {- ~  |6 o2 ?5 ^，而当华东向福建送电时福建省内发生故
" G) r7 O0 G  y- l) X7 B: C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
1 K- C: O- E( D5 E/ D最严重的情况考虑
5 b6 J. j8 n0 t  ~! [: S' P# ]5 g1
号和
8 c( r6 @& R  j. e' v8 ]8 v2
号等值机的动态参数，
即取机组全部运行情况下的等值机参数。
% }% s0 i5 y+ S- R2 ^
3.3   
线路参数
; B+ i* H/ r) ~: O+ `
( h; b" j9 p# u5 }3 u本文采用电流变换法（
Current Sink Reduction
，
' r6 b+ m0 m- w& m6 cCSR
）进行负荷母线和网络的化简
[4,5]
: R+ @" P4 U* a( ]$ b。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
. i6 _. {6 c: k  引言
/ L* W8 O+ C- B" f
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
+ B. ^+ b; B' x: f' a' p% G[1]
9 ^; U* U- B+ M借鉴
& L3 N1 E3 h; B; l. J国内外在线稳定控制系统的先进经验
[2]
，建立以“在
2 t7 J" Q8 [9 `- y线预决策，实时匹配”技术为基础的在线稳定控制决
) A2 ^6 X# ^* L! j5 w策系统，更好地确保福建电网的安全稳定运行
( h7 }  _1 \7 k' Z[3]
。
: N7 b% d" O. F/ V: n' ^
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
% T. F' J5 h) {/ O( N1 f网内部的全部运行信息，而且为了节省计算时间、
; D. p2 }( ~( {3 b* y+ W. V+ t$ x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。
- g5 h) j6 z* {& u) n0 r3 X
2 K+ y. X% G1 }$ J" W1 N0 o根据研究目的和等值方法的不同，动态等值方
" Y# S& G0 E( O! r" s- T+ b法主要分为以下
* m* V( p+ |: p' |# i* {% E3
# k6 k/ n4 Y# B0 o5 L种
[4]
：①同调等值法，主要适用
于大扰动下的暂态稳定分析
[5-8]
；②基于线性化系统
4 A5 L8 t; n' M9 K! M状态方程的模式等值法，主要适用于小扰动下的动
态稳定分析
, M4 q' \, X9 Z( F! N[9,10]
: s) m! v) }0 Z2 p, s, d7 d；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
% K2 |6 X1 x. p4 ~6 H: Y[11,12]
. ~4 A( P; t8 A+ C7 f0 E# I。
. C' n" E" g7 X4 A6 r! e前两种方法需要外部系统的全部数据，第
3
% @7 {- N7 a& a' D种方法
% Q2 T2 \) t: y: }1 N2 t6 g3 Z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。
6 X% e0 T, h6 K0 ~2 M3
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
: q" O9 G7 q3 h) U. ]7 k4 Q统运行方式的变化，因而不能简单地直接应用于在
$ D$ R& q* H; Q& k, K/ _$ s- R# R线稳定控制系统中对外部网络的实时动态等值。

) a! P( Y; `2 }1 _! P+ B0 c7 j+ ?本文在对福建－华东联网系统进行深入研究的
( L0 r/ v. `; c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
/ w, R3 }8 r0 {% R, A9 }   
; P, _( w4 H+ h3 I! d  F. d6 q谢

$ u4 }' E2 [* g  K  B; D$ g, S华东电力调度通信中心运行方式处和自动化
# F0 a+ d& W4 P, [, g5 A处以及励刚博士和曹璐博士为本项研究提供了必
& P9 A1 g$ K' @9 _  e* Y4 }, p5 R要的数据资料，并给出了许多有益建议；中国电力
( C& \: A; p' j. H4 e科学研究院刘肇旭工程师对于本项研究提出了许
# S" ]5 z7 g1 r/ m多有指导性的具体意见，在此致以诚挚的谢意。
7 v; Q8 V4 `( {9 T& D
& v; N, W( ^. q, S) r参考文献
" c& c: ?7 [" `
; M+ w% s2 e8 N: k* ?[1]   Zhang  Jia nping，Cao Jie，Sun Guanghui．Transient stability control for
Fujian  power  system  interconnected  with  East  China  power  grid
[C]． Proceedings  of  International  Conference  on  Power  System
* d% v+ v! C' h( F% i; V6 HTechnology，Kunming，China，2002：309-313．
[2]   Ota H，Kitayama Y，Ito H et al
．Development of transient stability
! \5 z. l/ F8 @% G& {5 S! ^control  system  (TSC  system)  based  on  on- line  stability  calculation
[J]．IEEE Trans on Power Systems，1996，11(3)：1463-1472．
5 U' o8 e8 D  N1 U! b) [[3]   张建平，任晓辉，曹捷，等．福建电网安全防御体系建设的思路
" {# ]) a& u2 v. t1 \* E8 e和方案[J]．电网技术，2004，28(增刊)：48-53．
Zhang  Jianping，Ren  Xiaohui，Cao  Jie  et  al
$ Q% u; s2 m( `, n．Considerations  and
" ]" P/ P! G& O1 [practices  in  development  of  Fujian  power  grid’s  security  defense
9 }+ `4 ^" F- V5 csystem [J]．Power System Technology，2004，28(Supplement)：48-53．
; p- \2 b- R; l7 s, s2 h$ Z[4]   倪以信，陈寿孙，张宝霖．动态电力系统的理论和分析[M]．北京：
清华大学出版社，2002．  
) S3 M: C, b; p. {2 O# n2 `[5]   电力部电力科学研究院.  电力系统动态等值程序技术和使用手册
5 C* k$ v6 j& `4 Z0 N5 P2 ?) P[M]．北京：电力部电力科学研究院，1993．
+ t$ s! [9 `3 a" h/ _[6]   Wang  L，Klein M，Yirga S et al
．Dynamic reduction of large power
& \% b. C+ y" R7 Osystems for stability studies [J]．IEEE Trans on Power Systems，1997，
12(2)：889-895．
) _. G5 V" n+ R/ }[7]   杭乃善，李如琦．同调机组群的不对称Y阵动态等值法[J]．电网技
术，2000，24(6)：34-36．
Hang Naishan，Li Ruqi．Unsymmetric Y matrix dynamic equivalence
for coherent generator groups [J]．Power System Technology，2000，
24(6)：34-36．
& u; s& j- w0 J1 }( j[8]   康义，周献林，谢国恩．用 NETOMAC程序进行电力系统动态等值
研究[J]．电网技术，1998，22(5)：21-24．
/ H, n7 X5 H) V; {9 v9 [5 }Kang Yi，Zhou Xianlin，Xie Guoen．Using NETOMAC program in system
1 |: d  Y8 E8 u5 Zequivalent study[J]．Power System Technology，1998，22(5)：21-24．
[9]   Nojiri  K，Suzaki  S，Takenaka  K  et  al
．Modal  reduced  dynamic
equivalent  model  for  analog  type  power  system  simulator[J]．IEEE
Trans on Power Systems，1997，12(4)：1518-1523．
[10]  Ramaswamy  G， Rouco  L，Filiatre  O  et  al
．Synchronic  modal
equivalencing  (SME)  for  structure-preserving  dynamic  equivalents
, W+ ]/ T+ q( `0 f$ s: J( R. Z) V* s[J]．IEEE Trans on Power Systems，1996，11(2)：19-29．
[11] Price W，Ewart D，Gulachenski E  et al
; p3 m6 ~6 _1 ?．Dynamic equivalents from
3 f3 ~: M8 R, Q0 {* {on-line  measurements[J]． IEEE  Trans  on  Power  Apparatus  and
$ Q. x; R) f' Y7 w0 {Systems，1975，94(4)：1349-1357．
[12]  鞠平，韩敬东，倪腊琴，等．电力系统动态等值的在线测辨研究
3 m9 O7 [3 {3 ?（I）：模型及其可辨识性[J]．电力系统自动化，1999，23(4)：15-17．
; s- M2 \. Y2 ^% XJu Ping，Han Jingdong，Ni Laqin et al
．On-line identification of power
8 e0 [5 t) V% o* ~+ }system  dynamic  equivalent  part  one:  models  and  identifiability
[J]．Automation of Electric Power Systems，1999，23(4)：15-17．
[13]  赵勇，陈峰，苏毅，等．华东电网中影响福双线稳定极限的因素
分析[J]．电网技术，2004，28(21)：43-46．
& w: V8 g" o" K9 ?1 a; tZhao  Yong，Chen  Feng，Su Yi  et  al
．Study  on  factors  influencing
% I$ Q, S" W2 R4 k& G: @  h% g2 qstability limits of Fushuang transmission line in East China power grid
[J]．Power System Technology，2004，28(21)：43-46．
9 h7 ?$ g0 k1 k/ w0 H[14]  中国电力科学研究院．中国版 BPA 潮流程序用户手册[M]．北京：
中国电力科学研究院，2002．
5 s9 \( K% K3 {/ @. e5 k1 h: r
收稿日期：2004-12-02。
- A: f& h- \4 W作者简介：
2 h4 y% S& ^4 \) x; o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
- N- e8 k. v, Q5 t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
的管理工作；
% L& D- Q% p) q* R+ G# H) M+ b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。
3 q$ }9 y# V% w& K% @7 }