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
! e) I2 J- J/ C. h, y' a7 B$ C2 P& q在校验方式下，福建电网送华东
1 w2 p" V0 n. g1150MW
. c8 V, U6 @7 ^( n7 U% [，福
双
2 Q0 y+ c- T1 d" ?# r5 n: n1
回线故障，
: s0 `: `4 p) y! p5
个工频周期后切除该故障线路，
. Q! p& C" _: N7 x. N  c13
个工频周期后切除水口
1
台机。福双第二回线的
功率以及福州北
$ H  R3 X6 {. Y' n  L  o+ n' {500k V
, y4 x3 ?' M* S3 V4 L母线电压如图
( d2 v2 Q8 Q, A; d. c# l# A3 e3
! O* s3 x& c  t# n, n* c  M7 S所示。


; d" g+ I% D9 _7 j; L. i' g0  50  100  150  200  250  
) Z  T, F# G; A9 w300
−5
00
0
1 f4 h. ^0 r. Y( n: T- C% J3 U500
1000
1500
. o  T5 }$ R! @2000
! Q) i* c' S) w7 O, u联络线功率/MW  
t/
) E, A. a* ]! N) {% u工频周期

+ H+ s- W  K% A, |; A实际系统
$ }$ u" Q% `" }2 N2 l
& C! {' ?3 f& r' G& I0 X! O/ v等值系统
' |" ^7 _" N6 a) ~
0  50  100  150  
  `( }9 m4 {1 e% {# q* h* d200  
250  
300
0.0
; X% a1 s, s) G2 C1 w0.2
" ~+ _" A6 |  Z) T7 K8 r0.4
0.6
0.8
1.0
/ r' p- h3 \+ l3 E! A- Y: k电压/pu
+ M% V1 N4 b. y% q2 Dt/
( M& g. I# j0 G4 l1 g3 [工频周期
2 l; z: R( f) D% D/ K

等值系统
1 Y! A  D) O  ~, L
实际系统
(a)  联络线功率
(b)  福
州北 500k V
- ^# o/ m" k& @8 @8 V9 l母线电压

3 B5 p9 t7 f6 w. R& \7 Z
* B! l3 w, Y- Y, }; l图
6 l7 G* n- [" d8 p/ p3   
- [; [* S7 Y1 I% `
0 ~2 m: k8 }- G校验方式下故障后的联络线功率

及福州北
500k V
母线电压

Fig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
' M8 c, c/ E) v7 Avoltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  
+ a' j. }; T( ]
  d, d, L  U  j, F' N由以上图表可见，将几种典型运行方式下的等
. p7 l3 Q5 ^- J, u3 P* B值系统参数和实际系统变量之间的变化规律应用
' o1 @' o( N, Z* t7 G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。
( ^) C% M6 m" G7 Z% I
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
9 z" ]' M4 f' S; p5 o' ?# [9 G的一种典型运行方式进行分析，在线稳定控制系统
4 u9 r# a$ ~1 j6 `& _, T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
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
2 X# A: l/ L! \8 Q2 E7 l* ~! |4
$ c/ A3 a5 o5 d: |/ }7 ?3 X所示。
/ s9 w9 h4 }; A* s! @
8 J' Y0 i1 S. X& f表
4   

华东电网运行方式变化时福双线的稳定极限
# n/ M, K" o* X/ D. M9 }
Tab.4   Stability limits of Fujian-Shuanglong transmission
7 m9 U( T3 L5 L) f- k2 }line under different operation modes  
for East China power grid
福建电网 福双线稳定极限/MW
. E3 g. ~! t: b0 A' c运行方式
华东电网
) A  s# n7 Z' C! i( l6 c运行方式  福双线首端故障不切机后泉线首端故障不切机
4 [, Z5 L2 J7 H0 ~夏季低谷  1245  1260
  R" b8 E5 `4 H" z6 V8 x0 a* ]7 O夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
: \7 l. v7 M" `4 h  M" A5 @/ [! I8 k夏季高峰  1300  1340
由表
" Q9 p% c2 c3 l4
0 `# J: ]4 f2 e7 |% z5 n  l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
! r  E( {5 p* Z( c8 U7 [# U高峰运行方式下的等值数据时，福双线的稳定极限
" X8 m. A+ n% a" y6 s) A会有
$ E1 N: Q/ L" d2 Y50~80MW
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，
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。
2 x! S+ H# d; e
6   
; l6 G! G# E; M1 B# E7 ~! N* w使等值系统略偏保守的措施
$ l5 R* m! C' O$ M/ K. @) t$ x
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
0 N# M" P) a8 b+ x3 v实际系统略偏保守以应对各种可能的不利情况。
5 T% |5 s1 }0 p5 V/ ^
! |* g# J: S( g本文通过研究等值系统参数对稳定极限的影
8 b" u0 V4 Q9 `  c+ P, B1 v响发现，欲使计算结果偏于保守可以采取如下措
0 R5 e" B- M. S( l' R+ h施：①增大等值机的转动惯量；②减小等值机的同
/ v) I( D3 _2 i' [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
! B8 F6 }' |: ^) ]/ X9 J$ h4 [) Y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
# Z) v- c* D7 q: c; ]# i6 H8 Q7 u( z的变化趋势如表
5
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。

表
5
  
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

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
7 k( A) T% S' o% e& I2 Q0.9  1150  1245
1.0  1130  1210
6 e2 @) X( f; P0 f( h/ w1.1  1115  1185
7 S3 t" S4 T& P" P& k# O( j' q1.2  1100  1160
1.3  1090  1140
1.5  1070  1110
2.0  1035  1055
& h3 t5 s" G) p∞  910  830
" W$ D/ b- P1 T9 k9 M0 i7 Y3 O7   
结论
" M- d7 e. |5 k6 u/ H/ u
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
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。
% i0 n2 p. `9 _8 g3 `$ |
4 J1 w, D' H7 j, s/ j' m" l' r+ J* R* d; f研究华东电网在几种典型运行方式下的等值
, a* {  T7 E; D( m9 B9 d/ x5 ?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
0 |: O: O6 T" D号等值机和双龙间线路的参数
如表
2  
所示。

1 O, k% j% W6 r! Z( n* E2 A) }6 Y表
  }3 t) v) W+ r" ^. v2
  不同运行方式下 2
/ W+ A( l  [  c% O( w号等值机和双龙间等值线路的参数
: t' W/ G3 K+ R) h: KTab.2   Parameters of the equivalent transmission line from
& }% \7 m+ N( X4 Ythe 2
4 T+ e$ {. A8 P/ l( j* i" Rnd
9 w& U2 }( R% @* C equivalent generator to Shuanglong substation  
under different operation modes
1 L* ]3 t  t7 L+ H9 V' D运行方式  电阻 R/pu  
电抗 X/pu
6 ]* O' Y1 m( z冬季低谷  −
) S, D( M% C( y! |' ^+ D0.00049  0.02853
夏季低谷  −
0.00119  0.02970
4 u0 h2 F% s8 j% b# W夏季腰荷   0.00032  0.02870
夏季高峰   0.00062  0.02838
冬季高峰  −
( H. h8 E& X6 K6 N% g2 i. l0.00201  0.02951
; l( R6 V4 ?  W0 v8 z7 w/ ~( _$ o研究表明，等值系统中的线路参数越大，稳定
2 q( m- z  S+ c% ^9 U计算的结果越严重，因此本文取一组固定且偏大的
% n, `; x) Z( w0 G2 x2 Q2 T参数作为等值系统的线路参数。

3.4   
: o0 Y* X! @9 R) r) d节点负荷和并联导纳
; {% g" v: C9 K) F' v6 Z
0 _! Z7 M! A0 ^$ s1 E由化简负荷母线的
CSR
方法的原理可知
- i/ _2 I. s- c! Y- E6 [[4,5]
* v9 r) C6 [/ x, @% \，
, h/ e: [! N7 ]* i4 b等值系统中各节点的负荷和并联导纳是实际系统
. B0 B3 U3 {4 ]: g# s中各节点负荷和导纳以及节点电压的复杂函数。
7 ?; `4 D! x$ G8 W* L! G
以
0 \3 A( r: k+ J, ?+ z+ H1
. y, V! G; N. P/ e" o号等值机为例，其节点负荷和并联导纳与
) P( o3 ]* c. O' w原始系统总的有功和无功负荷的关系如图
. y1 N' W; g! }4 s3 e: Z  h) {1 E2
所示。
2 A9 h# z* o. H5 D, a% H其中，
P
和
Q
# Q% S  _8 n" q8 W表示节点处具有恒功率性质的有功和
3 h. g4 R5 |/ m& v2 r无功负荷；
G
' T+ Y# u+ V$ r3 V和
B
5 Z/ U9 e3 {" m- u5 J# z. G6 s5 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
[14]
；
( i5 c1 q- b/ u/ c, yP
LOAD
和
# a) ?' N" V4 AQ
LOAD
, ?4 W- \; }* i1 b/ X9 H: G) f7 ^表示系统中总的有功和无功负荷。


" A9 l6 \+ f' H" }2 f! M: q44000  48000  52000  5
6000
4 o0 ~+ A- b$ s9 m+ A2 b4000
$ L* G: l2 f& ^6000
8000
10000
& }, W  v9 e/ {, Y- T: F" ?12000
) ~. n8 _* l4 v) n, d14000
16000
. a; u' \2 q/ Q1 [/ C4 h18000
20000
+ Z4 h, G2 J3 U5 @: \( gMW/Mvar
P
14500  15500  16500  17500  Q
LOAD
/Mvar
4000
6000
, Z+ c4 }$ B! }3 W& l8000
10000
12000
# q# `# h/ x8 i* c0 A14000
# i9 x) i: m1 C* \1 I16000
3 S! A. y" V8 j' V3 |4 b18000
  n+ U0 G5 [" Y' c) ~3 ^20000
* q( ]" c% X% e5 x0 @, Q- iP
Q
! H6 _2 ]4 ?/ g  I9 ~G
B
4 V% {' }% v2 R4 QQ
/ n; l* t0 G7 E4 ~G
  p$ t: T5 D. b1 eB
MW/Mvar
/ o$ M( {7 O# `9 j# AP
LOAD
/MW

图
/ W9 d1 b/ v" p4 G1 @8 \7 [* C$ W5 z2 s2  
* V9 {2 ]6 C2 X: @  
1
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
7 A5 f% w- D5 BFig.2   Relationship among the load of the 1
5 B8 m! A& t: d; s- [& B; rst
equivalent
generator and absorbed active power and output  
0 ]6 t6 A8 o! D3 L( F/ {$ u3 Xreactive power by shunt admittance and  
total load of East China power grid
6 c! V+ I. S9 X) W, J: f. a0 w
由图
% [, b  s: \) A8 @9 F  A2
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
9 K1 u7 z$ P+ t7 L0 o: q0 v在近似线性的关系，因此假定各节点的
- j$ U: R# ]' k) lP
# h  Q6 L1 T* L( ]; d7 N4 C) J、
Q
、
/ h$ V% v: s7 Y5 V8 `G
3 ~* I; h$ R4 b/ i  y' i、
9 e1 c5 Y; Z" J& g. O* y+ hB
) @& p! Y3 i$ E5 t5 T和
P
$ i2 C2 a4 \  y. y$ z% G+ PLOAD
" s2 ]( p# ~% t* O- P( A" V、
0 |2 N5 L- H$ eQ
4 y* e* Z. R$ E; `: f8 `- f0 t8 pLOAD
$ S* x+ n) V% L3 \' n之间存在下述线性关系：

! C- u4 C9 C! D% P% V$ E0 h9 ]2 MP=C
0p
% K! |  _$ s& ~9 v6 V6 V+C
$ J* @. G8 l4 M, D9 K1p
% T3 `7 u( Z; W7 H×P
, @& P( A) N, t/ mLOAD
' i; {6 |: u5 y" \4 x: r2 ?+C
" a' T) f( [  X9 [5 e% {0 w, y+ ?$ }8 ~2p
×Q
, A! L0 k/ o' Q( MLOAD

Q=C
, q1 a" ]& |4 `$ U7 A0q
+C
, e+ e* X9 g8 F" R; A1q
& G& W8 p3 G! r& H* S* ~# Q, u! X/ T×P
LOAD
+C
2q
1 r. h% O4 d, Y6 Y×Q
0 O" S! p7 ^6 i$ _LOAD
1 ?% W( o7 P0 v" t# B& r* V
G=C
0g
' V8 Y) {" b  r  D0 B+C
1g
×P
" [6 j0 }4 N0 @4 w, a6 \LOAD
8 R0 M% f. _5 U4 `! R9 f! n/ u4 h+C
; ]- O8 r( i9 j, A  T2g
×Q
LOAD

B=C
! u, H- `' i' [6 V. c. {0 B0b
6 _7 H' q5 B' h+C
1b
×P
LOAD
% g! `& o" x4 [' S$ ^+C
6 T8 Z$ C. O3 [0 f5 D( n9 m+ Q2b
×Q
8 j7 m- I8 l& h/ S) Y1 aLOAD

) _, m1 T* B$ K/ r  i' P+ [其中，
C
0p
、
C
  {* X6 o9 t& p& f1p
、
C
* P2 G, N: k- P+ D7 p2p
) W5 e9 a+ e( x% O/ O) Z5 b、
+ T  x; l  t5 K- W, ?  G$ \C
# i* D* M; @9 p) F0q
、
C
2 n+ d2 m. h, M: ^: j1q
、
9 c( I" F( D- `8 j4 Z) kC
+ `9 l: \9 h* u2q
/ y3 m$ p& p3 L) S- Q: ?1 X# F  c、
C
0g
6 R0 M# }# Z* q' f1 E# ?& H+ w、
C
) q8 p8 y4 n* J( w* z0 y' p1g
、
C
2g
- C6 z8 Y, v0 S2 O, S9 Q、
C
0b
、
* r, F5 |# c$ u' g- f0 MC
$ D: W: X/ ^7 ^$ ]/ m, z' O, x  c1b
* @$ C8 B6 d, F7 d+ U0 X、
C
  o- O# d5 S7 c& f* L" x2 J8 S) M5 a2b
. g. \8 C# b2 y4 ~; ?, y为比例系数，它们确定了
8 R+ ?# `9 d3 j+ s6 @4 m1 h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。
+ ]/ ^7 F- k; N/ n( }
根据典型运行方式下的负荷数据和等值系统
4 C# K! B: u5 h( t$ F3 F3 J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
8 d! N, [. V, R" N; r4 t! S有功和无功负荷便可实时估计出各节点负荷以及
' f' o: i: a, Y# l" D1 @导纳吸收的有功和发出的无功。

% f. D5 F! E3 K6 |3.5   
等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算
+ p7 z7 w4 I3 Z% |$ w% w* a/ A+ T
: X$ R; d: }4 X" O. W7 K& q8 P当等值系统采用如图
7 |! m0 p& \1 C7 I1
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
9 D5 \3 e' s) r# X* \实时信息包括：双龙、凤仪和瓯海
$ M; g# V- t3 h' P) v500k 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
. v0 u+ ~; G7 ~% L龙－瓯海的状态；浙江省内发电机组的有功和无功出
  Q7 C- i  t/ O9 k( U- w% y( A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
+ x+ n7 I, i, z0 }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
PV
8 `4 ]5 K7 ^3 `( R节点，
8 b0 J5 A% f: r- a$ z1 }' O1
0 N# Z7 u6 i# S3 v2 j# k号等值机
- J* u! ~9 b/ }作为
5 f6 e$ S7 z; i  g' k7 A2 ^Vθ
节点（指定电压为
! H) v1 j8 ?. H/ ^) B3 {1
4 E6 h* f1 Z8 F5 B* r∠
0
7 A! |5 C$ p7 y  b2 T; q1 I( Q$ S2 m°
pu
），
2
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
结果为基础进行稳定计算。

4   
结果检验与分析
0 J7 ?6 q. v# q
3 y0 a0 x* F5 t  j/ p运用本文提出的方法，通过估计分别得到了华
* m9 Y) C* ^- \& Y8 ]1 I( @0 S东电网在典型运行方式和另一种校验方式下的等
3 r3 J' m0 Z% C; N& y& C8 q& I值系统参数，并与实际系统进行了比较。为了节省
( Z, c8 g5 \9 |篇幅，表
3
仅列出了校验方式下的比较结果。
# @) n; q$ G4 Y" D; j
/ B+ i4 {8 @/ l. W4 s$ b表
1 P# _9 u* U* o' t3
9 J, M  \" Y* v& _' y( \  校验方式下等值前后联络线稳定极限的比较
3 q; H" }; J+ h/ O$ d1 e, n$ \Tab.3  Comparison of pre-equivalence and post-equivalence
tie-lines’ stability limits under the test operation mode
0 H, i! s) ^! a5 B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
/ K) w* N' `2 V1 x, [/ a5 C联络线的稳定极限/MW
6 V0 c7 [7 x  V0 D, L线路运行/
% G. O2 \4 X  q1 z检修方式
  o9 g$ S2 j$ x* a5 I1 D% z实际系统  等值系统  实际系统  等值系统
; y4 ]4 x3 F5 V正常方式  1120  1105  1000  970
双龙－凤仪  1090  1080  920  910
' U- l7 d; u* P4 r# g. B双龙－瓯海  1095  1075  945  910
$ c, k! w: N% j) Y0 N% f兰亭－凤仪  1110  1105  980  970
凤仪－瓶窑  1110  —  990  —
- B+ c5 I: y0 G# i: @瓯海－天一  1115  —  990  —
注：表中“—”表示按正常方式处理。
    术  19
* s8 v, x& K' M2 C5 p/ j0 q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
络结构。基于同调等值法的基本原理
, A+ d' t" j% Y; B[4,5]
. ~) W9 h. {) s，通过研究
6 |6 M& F$ L4 c$ |  C几种典型运行方式下等值系统参数与实际系统的总
: d3 C" c3 N: Z$ Q% F* r2 r- x负荷和发电量之间的关系，提出了用简单的数学关
3 P  G* x6 H- x0 v系来近似表示等值系统参数和实际系统变量之间的
8 m: d. w: G! G$ b) l' y9 {变化关系，在实际运行中根据采集到的信息对等值
) J* v6 c4 h  K* m0 q系统参数进行实时修正。计算结果表明，采用本文
: X/ J% W. l+ X  f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
的变化，从而更有效地利用联络线的输电能力。

( e/ x( z: Y$ H/ u! [; a9 c2   
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
8 `# Z4 h; Q9 h, K/ L5 r则确定华东电网等值网络的结构：
6 X& y* s8 ^- v0 A: g+ u
（
1
）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
节点。

+ N4 q, j& J. {8 W1 t* r（
2
7 e+ h# K, g5 M- \）将地理位置接近且在不同运行方式下故
# @+ i2 g4 T! w/ g9 x障后均基本同调的机组划分在一个同调组。

7 l6 c% I2 t% b& @8 l- N（
  C" c- t) u8 o& a3
, S9 n4 S0 B) r) P5 ~" ]）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
. R! v6 a+ S  b: b易获取，维护简便。

1 q# [& c' T. A0 t  q; m7 ?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
+ x5 A: x2 s% e' R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
' [* d; K( W; j. D8 K[13]
，故
将华东电网等值系统的结构确定为：将上海、江苏、
/ x3 ?3 U" ?2 w+ |! I安徽、阳城等地的机组等值为一台机（以下称为
1 o; h" a& D# D! h! I1
号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
为
2
4 l8 b( d- l! H4 S/ g号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
500k V
/ u  V8 i" h- ]% i+ w母
: p6 _5 F! t1 N线；保留双龙－凤仪的
500k V
双回线路以及双龙－
% c& G4 s  _& g0 V7 I瓯海的
500k V
线路。等值网络的结构如图
1
所示。

3 M$ S1 g" x* h2 M+ A; ]; Z8 I
0 t. V% ^: f4 X5 ~2 O" M% z7 L凤仪
6 U/ w1 |6 g; t7 ^9 G/ P- L双龙
4 f! l) l) p6 l: T瓯海
福建电网
0 E5 v, [6 E$ [1 号等值机
2 号等值机

图
1
: m+ c) H  p  o; g' ~! P% f  华东电网等值系统结构图
3 h4 Z# w; x% o4 F# G( A* _; E$ k  zFig.1   Diagram of equivalent system for  
East China power grid
2 w1 n9 F, z% _- R1 x) L3   
" o4 k/ [1 Z; s等值系统参数随运行方式变化的规律及
其实时调整

3.1   
4 w$ N) z# s5 O等值发电机出力
' p9 S, w1 C  W7 m+ t: g
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
" c9 H; |. |4 y线的注入功率不变，同调机群发出的功率也恒定不
6 }1 O; m% Y: c1 g* K- L变
[4,5]
。几种典型运行方式下的等值结果也表明，华
/ U% U% D! i5 j  V  i  k% F3 N$ a东电网中两台等值机的有功和无功出力基本等于
( h, k  Q: @5 Y; ?& C- M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
* x" ^& D, G& ~2 u: q8 ~号等值机的出力与浙江电网
+ s( A5 f* [( V3 Y( I3 u机组出力之和之间的关系如表
( ?& B4 Y, q% p2 Q( Q7 h1
所示。
, k! k+ q8 @$ X* T7 u. ?; b
" W% a" k, ~  v( Z+ i2 R  c0 q! }表
8 P$ y' n9 [# w4 T1   2
5 L( D3 f$ B; L5 f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
nd

# I- u/ L0 D: f4 \+ n! }! Cequivalent generator and total output power of  
: A: U+ q* N0 H) Z) lgenerators in Zhejiang power grid
: H# [4 l4 I5 z" @/ p$ L% o1 Z
浙江电网机组出力之和  2 号等值机出力
3 m5 u; Z1 F$ Q! }& @/ F运行方式
' G" y2 N; W( m: S1 W7 MP/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
2 J4 A6 \. W' \3 M冬季高峰  14626.0  6337.2  14526.0  6293.0
4 |8 G0 P6 s$ Z# H& U因此，在线稳定控制系统在运行过程中取浙江
3 l- N. A) Y7 U7 N3 L/ i0 g) _省内各台机组出力之和作为
2
$ c; P4 v+ }+ I$ W3 ^2 Z+ ^8 ~号等值机的出力，取
* {) R. ~2 D' K& f' y上海、江苏、安徽和阳城的各台机组出力之和作为
& d9 h# u; X/ @6 G1
; {& K. T3 d4 T0 S号等值机的出力。

1 i" S* }) h2 N* B3 E* X3.2   
7 a0 F8 s7 ]0 u, Z& e: }) G  q等值发电机动态参数
7 Q! |. M& J5 J" ?# q
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
用。运用同调等值法对同调发电机进行聚合发现，
- M1 r. B7 y# C& L" p* k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。

8 ]" a2 c! A! o$ q0 H: {考虑到目前福建电网只能获得华东电网中个
# i! s) \, x- J1 ]! k别电厂机组的状态，华东网调也不能得到全部机组
* f+ T1 q! `8 v! @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
9 Q* b" y' @' e# M: z6 ^[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
) {& z6 A. K5 ?: W7 D: o+ _' p的情况下出于保守性考虑，在线稳定控制系统按照
! }: [& M$ m7 F+ \; `$ f最严重的情况考虑
1
号和
5 T0 X% ^! w/ x5 {: v2
/ r4 A3 h0 w+ k* E4 g) U号等值机的动态参数，
+ Y6 ^& c% w% t# N即取机组全部运行情况下的等值机参数。

3.3   
5 B8 d% B% S4 f7 G线路参数

9 r! |6 M0 I7 G& v/ |! D本文采用电流变换法（
Current Sink Reduction
，
8 z% P" p; c) V" BCSR
$ n  ~2 \' R  L/ H1 d  J# i）进行负荷母线和网络的化简
[4,5]
4 j: o$ I0 Z; s& w. @, X。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
+ s. X2 u. }) X. a% ~7 m  引言

根据电网的特点和电网安全稳定运行的需要，福
4 H7 \; z( D7 V5 M2 `建电力公司在现有安全稳定控制系统的基础上
[1]
& ~2 s  I; B) Q) x借鉴
国内外在线稳定控制系统的先进经验
& K/ v* f# d: ^# {4 t[2]
9 Q" I5 i/ P. E7 X4 S! {，建立以“在
7 R+ P( n2 B& \6 R$ c; p0 x: F线预决策，实时匹配”技术为基础的在线稳定控制决
4 O% B  O. L8 u) c0 e策系统，更好地确保福建电网的安全稳定运行
! k+ c% _3 J* p" B2 D6 C: c- V, Z0 }. @[3]
6 `/ ~9 w; M1 \4 Q5 w" U。

9 t& U# T/ {! ]1 h0 E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、
, M6 X* ^( O; S8 B. N' }提高工作效率，在线稳定控制系统进行稳定计算时
: i% }. B$ v3 x4 x- c/ @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
. y" }* N$ v  J法主要分为以下
3
种
# b5 ]/ U0 a2 q3 u[4]
：①同调等值法，主要适用
: C2 `) h* Z9 [5 R5 J3 F$ B1 A% l于大扰动下的暂态稳定分析
" }, a( a$ G" L; @# B, j[5-8]
；②基于线性化系统
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
[9,10]
；③基于系统动态响应（或量测量）
0 L, I# S+ U( l9 X" }. O来估计和辨识外部系统及其等值参数的方法
9 e/ z' u7 Q1 i, y* L' H. L4 w' v[11,12]
( h- b% t( M& ?' B! \7 j。
前两种方法需要外部系统的全部数据，第
/ P9 Z# q4 L- ?) U3
% Q8 Z8 O, Q6 C* b' ^# \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
种方法均只能针
( G. i7 U5 A2 _/ F. x$ T9 c1 E8 {对电网的某种运行方式进行等值，不能反映实际系
  |/ _" i3 i( G& T% b; h7 k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。
& e" L- |* P- D
本文在对福建－华东联网系统进行深入研究的
% Y7 D: q! ^% m/ Z: S  D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
6 R' @6 y. k3 u9 W6 v' O: `! v致
   
谢
. i$ h% K" m) e% z
/ F' S3 o3 j) }华东电力调度通信中心运行方式处和自动化
处以及励刚博士和曹璐博士为本项研究提供了必
( |6 G0 b# E, w5 }/ u2 K3 m3 _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。
# U  A% d* c# H6 A8 U( c/ @! [9 V( A1 z
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收稿日期：2004-12-02。
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
4 w2 ~( i( v5 }- N0 G$ Y的研究工作；
# o  n) [8 E. l苏   毅（1970-），男，高级工程师，从事电网稳定计算与自动装置
( e0 T6 o4 [6 y3 ~4 p+ n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
; b% i* w3 }" d3 O& {6 x0 ~0 n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。
+ c* G6 P- {! O/ Y