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
' G1 Q# Z6 _4 P, d7 x- B* [2 A0 c1150MW
，福
; L9 A/ P9 F& V5 q9 _( {( R7 A8 ]( U" g双
" z" c$ S- D0 _1 Z9 G7 T0 E1
* b0 s- {$ h+ {) v! b, O- d$ S' M回线故障，
5
* O2 s0 w& O- J' P% V& K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
. k1 g* u1 m) |功率以及福州北
& j# c7 U4 Q% v) H3 f500k V
母线电压如图
3
0 ~( _/ `6 ]( S& T, X所示。
' v  F- Z+ a+ F' l' p& U& [; O# R

+ H: @! T1 c, W* y' Z0  50  100  150  200  250  
) U! r+ U2 ]8 U5 ], M300
−5
  T. P0 X1 ^7 i00
0
$ G  l+ r5 O$ g0 ?& h7 `. E500
1000
1500
' z& o. j  i6 e2000
% z# M0 I! R' ^. y8 }8 y3 w+ @, |7 k联络线功率/MW  
" [" L4 d# P7 a2 nt/
工频周期
4 b8 r  A' w, S: @9 N  y( K  e
实际系统
7 }8 l* V7 [- p  ~- }1 i9 n
等值系统

0  50  100  150  
' {' U# y" F3 K5 [( A200  
. U) E- T$ h6 O! R$ ~) a250  
2 g  W: u: W  p3 R. b300
( ?* f9 m7 A  E& F! E% m, I6 y0.0
0.2
; M  Y, I4 x, {) i# V" J0.4
0.6
0.8
1.0
电压/pu
t/
工频周期
# W9 A) p- |. w# `# X

1 `) d% t3 G7 z等值系统

实际系统
(a)  联络线功率
(b)  福
2 L$ T- _) ^) P' f$ u州北 500k V
母线电压
+ H9 V8 J+ S( j, M* C  f
- H9 I) X+ E& E! `7 G
* W6 O: Q  h5 \0 T9 Y; b图
3   

校验方式下故障后的联络线功率
: l1 _+ U, Z' L% r
及福州北
1 _3 k% @% Q4 ~$ o+ F500k V
$ }3 p6 E: h1 F) Z母线电压
& W1 r5 M8 W  K6 a2 [7 R
Fig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
( m; f6 y: J+ Z/ s+ l, kvoltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  
9 A8 a6 `; W; U% x% u6 F$ C
由以上图表可见，将几种典型运行方式下的等
2 ^! E, {! [/ f$ j: o值系统参数和实际系统变量之间的变化规律应用
$ L4 V3 O: M6 A4 N3 X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。
8 @8 d( ?; ?: t: S
% f; T. Q+ u& s$ D5 g# q5   
实时等值的效益分析
4 x$ m1 C, Y% C3 W* W% 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 L7 z; s$ C  {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
, F  Z+ H/ q$ h  T& f5 k4 L& m% G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
对福双线的稳定极限进行了研究，结果如表
4
所示。
' y3 P7 A  a% j6 o3 ], T
表
, \0 x) Z1 i: i0 \8 ]4   
$ b2 U$ q5 \' N5 [4 G  O, y" T
/ ?' a$ |1 B, e% ]  m华东电网运行方式变化时福双线的稳定极限

, _9 q0 T2 f! PTab.4   Stability limits of Fujian-Shuanglong transmission
" v# ?/ e( n  Q5 Y: g/ K2 Vline under different operation modes  
for East China power grid
福建电网 福双线稳定极限/MW
% e3 ]* C& h3 y5 z4 `8 d8 A5 o运行方式
9 Y6 W. q' D! x" |- l- @5 |! c1 r4 }9 i华东电网
运行方式  福双线首端故障不切机后泉线首端故障不切机
. u1 m! s% W0 k) j  k, V夏季低谷  1245  1260
夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
+ O, U1 k, y7 M9 T4 U* s夏季高峰  1300  1340
由表
8 A+ |& w, x3 P' f5 ^4 Z4
& P% p8 B" i+ I! S可见，福建电网采用相同运行方式下的
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
$ n2 i& |4 R8 o! S: r: E8 c会有
: t5 \  b) i7 Q6 s7 d) e) W50~80MW
的波动；如果在线稳定控制系统对
: a' D: L, G0 h! o3 f: H华东电网仅采用一种固定运行方式下的等值数据，
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
3 B; m3 \  v' o/ j, `' M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。
; T- A, W( X4 ^; m: V: k
6   
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
运行方式下系统的稳定水平可能降低，因此为了保
( P; h0 h  R: H- |# l3 v证系统的安全稳定运行，等值系统的计算结果应比
实际系统略偏保守以应对各种可能的不利情况。

& T" Z4 h( Y; Y/ j本文通过研究等值系统参数对稳定极限的影
. U4 ^# V& F3 w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
, T! ~6 m3 [1 A/ H$ d减小节点处的电导参数。例如，对于冬季高峰方式
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
的变化趋势如表
, D, O) ]# A" l4 n' g1 B) i: n% H4 \5
. t' s6 R  j1 V1 {  z. P- x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, L/ {" g2 C; V# F+ o
表
5
' I+ Z9 i2 d3 ?2 G6 G: ]+ W  
* F1 E9 [3 e% C等值机转动惯量对联络线稳定极限的影响
1 s  ^: S9 Z* U+ _
Tab. 5   Influence of moments of inertia of equivalent
( F$ X: ^, m# J. f' _  }generators on tie-lines’ stability limits
3 K: A6 V+ D- v1 Y  r. \* |4 U
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
4 c6 O" ]% n, Y  N0.9  1150  1245
1.0  1130  1210
1.1  1115  1185
' J  m9 l. I. E6 c8 {9 \. h1.2  1100  1160
1.3  1090  1140
0 E7 `  e3 ^& H$ ?& v1.5  1070  1110
2.0  1035  1055
∞  910  830
% A  ?3 [9 K: G+ k) [4 G9 Q7   
" l2 _5 Z6 v6 a/ z" _8 }' \$ j结论

" U9 D/ V- G) ~+ U  k本文提出了福建电网在线稳定控制系统对华
) O: t5 Y6 s! S, g- A, S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
系统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固
, j/ ~$ H' F& |4 ^% K! M% ~% q1 _' J' y定不变的参数相比，可以更准确地反映电网运行方
, X4 P* U8 K9 A+ c* y+ F* D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 U) ~, F/ q5 `0 q* `- o7 g% s& j量的复杂函数。
; x/ |! k* V; v- z" r
研究华东电网在几种典型运行方式下的等值
% u# Z+ j, f( }: \* `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，
; ]& Y4 g, O( }% c8 t5 [2
  w# [& [. C4 b2 {# Z/ d号等值机和双龙间线路的参数
5 U3 W& P3 Y, l- c* S- C& G如表
/ r" S8 a3 o. [2  
( K: [7 Q$ W' N, w9 _  u所示。

表
( a$ t1 e. k! p2
  不同运行方式下 2
号等值机和双龙间等值线路的参数
Tab.2   Parameters of the equivalent transmission line from
0 d+ N( I7 Z8 D6 N( z* Z3 tthe 2
nd
equivalent generator to Shuanglong substation  
under different operation modes
& R! U5 o2 J, L$ c" p运行方式  电阻 R/pu  
0 |: G7 s  X+ K% d5 F5 z3 M& ~+ }' P电抗 X/pu
! [8 v  J3 @6 z/ z冬季低谷  −
0.00049  0.02853
夏季低谷  −
3 J* O% X( o/ r, p( ~& n0.00119  0.02970
夏季腰荷   0.00032  0.02870
夏季高峰   0.00062  0.02838
冬季高峰  −
7 M& V8 H4 g! k6 i9 Y, @0.00201  0.02951
* \7 ~5 V. p+ t& z* d6 F+ Y: @研究表明，等值系统中的线路参数越大，稳定
' Q: H6 v- V, e) D) q3 ?计算的结果越严重，因此本文取一组固定且偏大的
5 S7 _2 l2 R  s  \) j参数作为等值系统的线路参数。

1 R, a7 X4 R' K5 {2 M3.4   
节点负荷和并联导纳
0 O6 l. [+ o" S  X7 |( T1 H
由化简负荷母线的
' p2 y% S! P7 y4 |CSR
方法的原理可知
[4,5]
+ }% T$ D1 p: |) q! @) v, b2 Z$ M，
等值系统中各节点的负荷和并联导纳是实际系统
4 X. F7 K% L- Q! \; z. F中各节点负荷和导纳以及节点电压的复杂函数。
  @5 f4 O5 X" r
以
1
号等值机为例，其节点负荷和并联导纳与
+ |: t( ?" p( _! n' x2 y2 x! h原始系统总的有功和无功负荷的关系如图
. Y+ B, ]: I7 Z0 q9 ?- g; N8 C2
所示。
其中，
P
和
# [2 j, t; z2 F0 KQ
表示节点处具有恒功率性质的有功和
无功负荷；
G
和
B
# a8 }( @, S  U  K( F& I' Z表示节点的并联导纳支路在基准
0 x4 Z  t: ?+ I! n! l9 H电压下吸收的有功功率和发出的无功功率
$ V+ \+ T& t* h4 x6 q9 |+ y[14]
；
8 O6 p  E7 c! o1 f4 _) @P
6 ^* A/ L. k* P+ x6 k- @  Z* Q' [LOAD
* D1 l0 w, s7 b: V' ]3 M5 @和
Q
LOAD
! i* u; E( T  t% J" y表示系统中总的有功和无功负荷。
* S1 [8 R- q* |8 I: G; l- B

; U1 o% {/ r: K9 u9 B, p, x# y44000  48000  52000  5
+ B5 t2 i8 \0 ~0 s6000
4000
6 F3 D& _& _1 Y0 M$ w# q3 d: f6000
2 t6 v; Y! A+ C1 S: I& K8000
10000
12000
: Z6 s; S8 P- v6 z- Y14000
16000
18000
20000
MW/Mvar
P
+ R6 F' t! P2 Q6 K5 u% L14500  15500  16500  17500  Q
LOAD
/Mvar
2 e8 ^1 W) `3 N0 G6 f, q4000
6000
  W' Z" Q' d+ I. u' w, k8000
- ~' u, M  }' M' x. Q1 s10000
12000
7 }' R# q1 i$ V9 c7 X2 f: G14000
% Q. M/ J0 e$ w: k16000
8 M7 t+ q) y. `  |5 ?7 X18000
20000
* {0 W  ~+ e0 ^3 uP
/ ?- ]  J' ~7 TQ
G
B
+ E) E. P# s1 CQ
G
. Q# w3 X; t" V# J, [0 H$ ]5 AB
MW/Mvar
' ]: @3 z9 U1 {+ MP
LOAD
/MW
- `# k3 o% N+ p
图
. ?+ j5 O8 i2 r/ `0 D* J- q2  
" E$ d! a. R6 D, p9 t) q9 G- c  
/ n% O' V4 _  _1
. x5 }8 }# {, L$ b# l5 S7 F% w号等值机的负荷、并联导纳吸收和
$ w# g- r2 m: w7 G7 [2 X发出的功率与系统总负荷之间的关系
/ _# F; t% o6 G2 T) q3 ~Fig.2   Relationship among the load of the 1
+ b, f* a% C( F: d: rst
equivalent
, z# t0 s+ P$ T, _generator and absorbed active power and output  
reactive power by shunt admittance and  
total load of East China power grid
5 b+ Q+ I2 B# l+ @: k7 y7 ]; G- \: p
由图
2
可见，节点负荷、并联导纳吸收的有功
2 [( ^/ U% m& y) O9 M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
! v* _1 Z0 \5 ], Z& t+ h( S、
6 B# H% m" B; _+ e' E9 tQ
、
) R2 ]1 o- k$ I! M9 aG
; @+ `6 F7 m2 E$ P5 I* }、
5 ]/ c6 C3 @: u  A6 e: t2 WB
, c& Y0 Y9 Z( c# E和
3 ]' g9 ]2 F) VP
LOAD
、
Q
5 t5 @$ B4 r' ILOAD
1 V+ R6 K7 @$ ]1 g/ t; h之间存在下述线性关系：
" S+ _5 F9 Y9 F. y% S
# e1 b" ^9 \% p8 W, E1 H/ l* NP=C
, b. M4 {" i, G% V# m9 h" c4 {0p
% M" W( W9 L# O' b. \+C
1p
×P
) p8 m8 G3 M2 m6 `# _7 L0 rLOAD
+C
2p
×Q
LOAD

) C& c# t% e/ M  HQ=C
0q
: R( a7 ]$ l. \& y* ^8 G+C
1q
; {. R/ ]4 Y6 }' k- |$ H×P
LOAD
+C
2q
" V) C5 I; e0 I: O; t×Q
LOAD

% G/ z: m, @, W& wG=C
0g
+C
1g
) k! m, }: m+ Y9 `% m0 h×P
  D) b% ]: b- L2 v' ?3 PLOAD
( K* }' x% r# l- H+C
2g
×Q
- B5 Y7 p+ B9 }! H$ ?LOAD
* W4 G0 ]1 l: K& M6 S, s
0 v; |1 f$ l; f7 d/ y0 eB=C
; V; M: E4 N. z0b
+C
! ^& m% o; c. U+ c3 M& H4 m1b
, K8 l3 r/ T4 z2 J$ H×P
LOAD
+C
2b
×Q
LOAD

$ X+ [' A/ t! x% [其中，
C
5 G' U* D( o: q/ j/ e0p
( [' a1 v) s8 W7 r1 E1 A、
C
: `0 J+ g/ ~( X4 ?5 \# G% K1p
、
- I0 [7 V) ]' DC
3 j2 w( g4 O8 b4 b; |6 g2p
4 V! g4 h+ R" f  M、
C
0q
、
+ r+ H- x3 b% p0 aC
1q
7 u% H8 g0 K+ }4 j' S、
C
2q
、
C
- l. p% ]1 `" z0g
9 Z. Z$ \: {. j  h、
C
1g
、
9 w  V9 h; K- }" h7 \0 \& @C
2g
, ?0 J3 x, }  d- C  b/ J、
C
0b
( l8 K+ \, Q  u$ x( f( k! Z. T、
) W  g& F5 ~; G! X  m  wC
: ]1 `  s7 [- w" j( B1b
' w  Z$ G) R3 ^# g2 o、
C
' w/ F' w5 h2 [3 e- ]* R5 G2b
为比例系数，它们确定了
节点负荷、并联导纳吸收的有功和发出的无功与系
- c0 W& D0 E( q1 ?' Q统总负荷之间的关系。
/ V. X, P8 I& Y
4 k6 E) [# @$ o5 E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
* A# J2 f$ P4 E& X) |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
4 z* \, g6 Q: ^7 l  r- A5 _导纳吸收的有功和发出的无功。

3.5   
' }' @! m- Y: _( C: _1 Q4 Y等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算
7 T& Y* h- t, \- G! D2 k0 L" w
+ ?2 k5 K6 j' t1 N; v. z当等值系统采用如图
1
所示的网络结构，并按
3.1~3.4
节中的方法实时确定其参数时，需要采集的
5 p1 S4 R( t- f实时信息包括：双龙、凤仪和瓯海
5 M; Q, t* D* x$ o1 k2 f500k V
母线的电压；
线路福州－双龙的状态和潮流；线路双龙－凤仪和双
+ z, s! t5 o4 a; ?4 [" V3 B, l龙－瓯海的状态；浙江省内发电机组的有功和无功出
( ?( r0 f1 g3 M1 Y$ f/ y4 u7 y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
' _( {7 S7 ^; ]内有功和无功负荷之和。在已知福双线潮流的情况
1 e6 E* e2 L0 m6 e6 ]) p下，以双龙、凤仪和瓯海作为
, F3 U# n' C+ [* MPV
节点，
1 |' K* W9 D3 J# Y1
号等值机
作为
/ C6 Q9 I$ P0 F& G& yVθ
节点（指定电压为
7 U6 h$ j" F! s! R6 q1
∠
3 [  T' A3 u+ u) A5 N+ l0
6 @( U, x; `' |  g" }°
pu
），
  Y/ z  d7 O* q" ]2
# }. T( U, D9 V! |) C7 F号等值机作为
PQ
节点，可以对等值系统进行潮流计算，并以计算
3 C! Y5 d3 O3 Z( R3 u- ]结果为基础进行稳定计算。

) y  u: ~! R! R+ L  T4   
结果检验与分析

7 ^4 h# Y4 C9 i# @运用本文提出的方法，通过估计分别得到了华
东电网在典型运行方式和另一种校验方式下的等
5 o- o' T3 z/ K1 E1 G6 K值系统参数，并与实际系统进行了比较。为了节省
篇幅，表
3
* @) Y+ p4 M8 r9 T仅列出了校验方式下的比较结果。
) K: p6 Q& I1 T' u4 Z! Y
# Z& {$ R/ S: c4 a& J0 R表
2 n4 g0 K' Z; l0 y5 w0 b3
; K" U7 o! N( f; A2 ^  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
* @: R$ Y0 t! O: g+ D0 O( ?# h9 L联络线的稳定极限/MW
后泉线首端故障不切机时
+ `9 Q% |! a2 h联络线的稳定极限/MW
1 W, O3 M2 P5 Z2 c线路运行/
' I! U9 Z" p" s3 v. }) d检修方式
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
& V& m1 W% q$ l& V双龙－瓯海  1095  1075  945  910
兰亭－凤仪  1110  1105  980  970
5 {- A; {" E+ a8 o+ Y) F, r凤仪－瓶窑  1110  —  990  —
6 M* w# o+ a3 g( t/ o; V6 H瓯海－天一  1115  —  990  —
( r# [4 n1 a2 @9 I: S$ \注：表中“—”表示按正常方式处理。
    术  19
. j( C" ]( P6 ^$ u, R调机组，并考虑到可能获得的实时信息情况，首先
4 d9 z! b9 T/ B& Z& W) k' x( B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]
，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
变化关系，在实际运行中根据采集到的信息对等值
& a3 S- ]( q7 X0 {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
' B" T2 p3 v5 A( Q: m1 |  `! X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。
5 |$ W4 p2 S0 I  k% w1 z7 P
2   
等值系统网络结构的确定
6 }$ F' o5 `- i! S9 F
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
# q' o3 r0 ^2 s( K则确定华东电网等值网络的结构：

（
1
+ k/ u. h; A0 ], W$ V+ A  Y）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
" s6 `( \1 l4 ?. C节点。

/ P' U$ P3 R3 v+ I9 {（
2
" x* p0 U& Y$ b）将地理位置接近且在不同运行方式下故
0 e) E* M# X) E& S障后均基本同调的机组划分在一个同调组。
. y6 b+ f: Q* g
（
3
) C- j7 k' i- O( \! l  F）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
. }9 x! B3 y; c* W易获取，维护简便。
4 P5 |; e. G$ Z. A$ b' _* z! R5 _
3 p$ n, K4 n7 ?0 y5 y0 G7 }0 j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
) @5 w6 E" J# w$ P[13]
，故
将华东电网等值系统的结构确定为：将上海、江苏、
7 I# ]; C& N7 s! i  D' s5 M安徽、阳城等地的机组等值为一台机（以下称为
& n0 j! n8 {+ w) }2 }3 _. i- J1
号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
为
2
  y2 G" Z1 N& n  H( s4 a( v9 e号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
500k V
# v8 l& f9 b1 ?/ U' F8 \母
线；保留双龙－凤仪的
3 O# d- Y! t5 T- s. I0 D500k V
  H8 p0 T, z, J; g/ q  |1 Z双回线路以及双龙－
瓯海的
500k V
线路。等值网络的结构如图
: h/ T2 b4 |' t1
. `% E1 N% p! P8 m1 w$ q" [; y所示。
/ L4 J+ C9 O, [) f6 R

: o, c2 H  x1 D, h* \凤仪
/ m$ F/ Q/ d  h: F4 ^0 n6 B双龙
. V  q" z: r" f8 c2 S% y7 x瓯海
福建电网
1 号等值机
4 @0 }/ D: \+ ~* w( {1 ?2 号等值机

, `' @% R! R& K6 e5 Q& E图
6 t0 D% u( F0 s7 E% v1
  华东电网等值系统结构图
Fig.1   Diagram of equivalent system for  
8 e& L% @9 b$ SEast China power grid
  P+ |; H! n  p% d8 ?" @3   
0 \9 z0 X8 Z9 r5 d3 p等值系统参数随运行方式变化的规律及
! F9 I) s$ K6 n! f9 I& B其实时调整
# w* [7 `" F1 S4 p1 _+ r! T
; ^9 S6 D3 @9 U( x9 w$ x3.1   
等值发电机出力
9 A9 W& u: X& l6 k
同调等值法采用恒等功率技术对同调组内的
4 E/ H5 M) S- I* ?. f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
变
( n9 E7 f% m; l8 h[4,5]
8 H& K5 A" R+ d$ ]1 c  N5 z& }- G。几种典型运行方式下的等值结果也表明，华
6 Z7 l' G6 P/ w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
0 j+ J8 \& u' X3 j( m* `9 H! e8 i和。不同运行方式下
2
6 q& J: D8 r! _! _' E号等值机的出力与浙江电网
6 B: J4 G, M, T( d: M机组出力之和之间的关系如表
- R' \0 V! `6 d; P3 L9 X5 b7 r1
所示。

表
& O% u& }6 B3 i% b1 r5 n! ]2 F1   2
4 P/ s; W% o, h1 c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 Z6 W4 G( a+ H% }1 o$ b( D4 ~nd

equivalent generator and total output power of  
generators in Zhejiang power grid
$ R5 x  Y0 t0 Z
9 i8 S  F9 K' g. r  E8 c, N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
冬季低谷  9966.0  4082.0  9866.0  4022.0
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
& P5 L) `" [1 U冬季高峰  14626.0  6337.2  14526.0  6293.0
) W5 Z, p' L3 R; z) p因此，在线稳定控制系统在运行过程中取浙江
+ C! u  V) x, ?9 }* A5 t省内各台机组出力之和作为
/ q) c8 t5 }) |- \, q; I5 H  x, Z* W2
7 _% l, k% ]2 K2 v# G5 n* g$ ]号等值机的出力，取
上海、江苏、安徽和阳城的各台机组出力之和作为
0 C1 D4 Z- M7 P% X4 z  p1
! w8 X% ~# Z9 S+ H! M9 w: U& |) Z号等值机的出力。

0 G* F6 j3 j9 I& y% S; t3.2   
, |+ N% ^5 v# s! F& h% f等值发电机动态参数

在目前的计算中，华东电网的机组采用不计阻
2 U3 n' ?- C3 k4 Z尼绕组的双轴模型，不考虑励磁和调速系统的作
& w! K/ u$ u. @9 @0 n  I用。运用同调等值法对同调发电机进行聚合发现，
& x4 B1 q3 F4 m4 _7 {% [- r等值机的动态参数仅与等值区域内的开机方式有
% V: S! G) z: a2 p6 `, I关，开机越多等值机惯量越大，而电机的同步电抗
; Q/ [' H* W/ v和暂态电抗越小，暂态时间常数越大。
' @1 z- q+ a# A& L% f+ z
, b( o5 l5 Z9 }& k. k考虑到目前福建电网只能获得华东电网中个
  n5 ~+ `+ o/ J+ H* w% d3 A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
  N- K: x+ h7 n/ f" z" \# W5 e5 m东电网机组的总出力相同时，开机越多对系统稳定
越不利
, C6 P# l/ b9 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
4 L" g3 m7 u7 [9 R最严重的情况考虑
1
* a2 E8 D/ f. V' O* O4 ?号和
2 J) e2 B* }/ r; k# B3 `# J2
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。
7 {! I2 {  C# t0 s- {
3.3   
. C( K! a/ z' P: ?- X6 e$ }线路参数

7 P9 J* v6 |5 X9 @# A  [$ j本文采用电流变换法（
" o: ^* ]9 [$ V8 ]4 JCurrent Sink Reduction
# z; {5 Q4 N% i，
' i9 R8 q% x* z( u$ ~4 _6 dCSR
- X& s/ Y: C& R$ J）进行负荷母线和网络的化简
[4,5]
! F; Z8 e( V; t& z' k" k  T。由其基本原
* y' {# g* L! Y7 u9 B4 A5 `, \理可知，等值系统的线路参数是实际系统中多个变1
  引言

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
8 ~) E& E" T" z[1]
; |' a4 t1 n& M' J9 b/ N借鉴
# z: ?( S6 X8 j国内外在线稳定控制系统的先进经验
; q3 c7 ?3 C  A6 ?' r[2]
，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
! A" Z5 S: e% K策系统，更好地确保福建电网的安全稳定运行
[3]
! l# Q+ z- m: o- P% d, H9 O! Y。

9 y2 h- `% m9 M2 }& `4 D9 G& w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
网内部的全部运行信息，而且为了节省计算时间、
% q& r; H0 {# J# q+ x, @, f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。

6 A# |8 `9 n$ W1 t2 N8 I' ]8 @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
; n. a. a& h- ?- P3
( K. H, y* x& ]( k# R  @" j6 t种
[4]
& C4 l1 L, g4 K& Z5 t：①同调等值法，主要适用
3 S& S) G4 X. Q* D$ H8 _于大扰动下的暂态稳定分析
3 s8 ~! k( a: M& \3 c" T- A[5-8]
- F; D! }5 F( l# r7 l；②基于线性化系统
: v3 x$ H4 [$ ^& a- S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
( L$ _  B/ t* T- l. }, Q1 f+ M[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
  d$ ^, r6 P( T9 W" o7 j[11,12]
6 V2 i, F/ J* ]  \% P% C。
  B$ `3 t6 N4 f: D. q1 A前两种方法需要外部系统的全部数据，第
% {. Q" u( g- a. C7 f' P! o+ v  j3
/ ], D5 s3 k, N& I& @7 {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。
3
8 J, t0 ^7 S8 m6 J' g种方法均只能针
& U8 W3 k! o: f/ E% X对电网的某种运行方式进行等值，不能反映实际系
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。

本文在对福建－华东联网系统进行深入研究的
* F9 V. ^! a0 f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
9 @7 r& m$ W. k致
5 }; Y7 d; b% w( F& g   
谢
5 }2 A  }; o6 R' N
华东电力调度通信中心运行方式处和自动化
" r+ c- B+ h; e# g5 S; u% @2 \处以及励刚博士和曹璐博士为本项研究提供了必
( y9 S% d( r$ z5 v6 Q要的数据资料，并给出了许多有益建议；中国电力
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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& u* E, K' x: M, E作者简介：
" g7 j. R9 p- d2 l8 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；
; ]' }3 j( ^7 S  x' V苏   毅（1970-），男，高级工程师，从事电网稳定计算与自动装置
: Z* I6 D3 J! F2 I" E; z$ d# A的管理工作；
) v1 g) p% ~+ o2 T1 X/ i5 t( `. d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；
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。