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
9 u# T% R8 @" c! C1150MW
1 R( @* G6 j; ~9 h$ E，福
双
# d6 F% i4 X5 E1
! ?9 Y7 d) g8 `. r  m. y回线故障，
/ a2 }% \0 m8 F' t* E* G5
- w, {4 p% n; J( C! e: F个工频周期后切除该故障线路，
1 _! F7 K+ e" D4 I13
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+ n' ]' O" |& y' v" z- A500k V
母线电压如图
; P  f* u. q* [3
所示。


0  50  100  150  200  250  
300
−5
00
0
500
) a4 M8 s& I0 ^9 C# \. P9 Q0 f1000
. s3 C$ ]9 g* h* j1500
2000
联络线功率/MW  
t/
1 Z" }0 g, I% T! P9 g/ M4 p0 M' M工频周期

实际系统

8 R0 F4 i1 f6 d2 q- G等值系统
- [& o; Z% Y4 b4 Z
0  50  100  150  
200  
! o/ e8 E' Z  y6 v250  
% }3 U4 h: ?- Y0 e# e+ m! f% f! T& \9 Z300
4 P8 y, d( ^, H6 s6 q1 r# T0.0
5 }* v: a% C2 b5 u0 Y0.2
0.4
0.6
0.8
3 b% p1 b* e& k* U" j1.0
6 g: Q) L' E8 e0 _  w. Q电压/pu
t/
工频周期
* _7 u- S0 l4 Y, k

  x  B/ r* p  M5 I  m" Y+ |6 ]等值系统
  I" o5 A) W: x1 f
实际系统
: n' s2 ]& o6 R4 v(a)  联络线功率
  |% k1 D# w+ q0 k2 c7 j2 N( I(b)  福
. {! T! C, H# {4 Y州北 500k V
母线电压
7 g  g2 T/ Z" a- @; V: a' Z2 z

0 I- o- @" e: L7 q6 v& Y: c* C图
0 I" |% O- J( s& j7 I3   

校验方式下故障后的联络线功率
- N2 s6 D0 R6 R! s) c, V' m
' S8 [8 W7 [7 `3 \# i0 T及福州北
( Z7 \- e; {8 f2 s7 e500k V
" N* q/ L* R: v, |* r/ d& i7 g. C母线电压

  @% M' g, s: h: m. J; {Fig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
: M/ X& ^4 @1 [0 @6 ivoltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  
3 v) j* [$ `7 |  L
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
- X$ s& ~5 F- n3 K7 c% d于其它校验方式后，同样可以得到令人满意的效
( o9 i7 o7 L8 W) K  m+ W果，这说明了所提方法的有效性。
8 O6 A: ]8 b6 G; i/ r6 ~; j7 T. R: u! s
& M7 b4 W0 X9 M. @, Y1 w8 N$ E: f5   
# V9 N- A# J: t5 w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
. G8 O2 T! B8 E1 @; k# x的一种典型运行方式进行分析，在线稳定控制系统
& L! u5 r- s9 y2 i. T8 C% w2 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
# v: }  E/ Q( U2 ^: v; s采用同一种运行方式下的系统数据、而华东电网采
: B  J7 n/ g. v0 i. u! x, X用不同典型方式下的等值系统数据的情况下，本文
& d* ^# S* W2 ], U对福双线的稳定极限进行了研究，结果如表
3 B1 \+ q, ~! V4 r0 E4
% y: W, C9 W  J5 E所示。
: A4 P' s! W" L
表
4 Z0 Z! K$ t" K' S4   
( h# a9 Y7 z7 e; O2 _$ P4 H) ^
3 K& t. r7 N  t' ~. M华东电网运行方式变化时福双线的稳定极限
1 P! J" j0 k5 k% [
$ `; d7 y4 |; T) y) R: mTab.4   Stability limits of Fujian-Shuanglong transmission
4 ^' _1 h8 ?* J2 p0 _8 U7 V) dline 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
  j8 O, @* a' d/ D) E运行方式  福双线首端故障不切机后泉线首端故障不切机
夏季低谷  1245  1260
- K. W) v% W/ {. d7 w- J2 u1 {夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
夏季高峰  1300  1340
( C( l8 ~, i' i$ B' |由表
+ Q9 r) ^4 k& [) i! n5 U4
0 e/ I5 \/ ?' n1 m3 i可见，福建电网采用相同运行方式下的
1 J+ I4 m8 J) y; M系统数据，而华东电网分别采用夏季低谷、腰荷和
9 W. L, Y  _3 M; w# p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
3 o: E* d% ?* b# n2 D华东电网仅采用一种固定运行方式下的等值数据，
% t2 i' J; z8 [, e- n* t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
) W+ j4 [1 l6 N( p; P地利用福双线的输电能力。

5 n" u2 f( K1 N& @, g6   
使等值系统略偏保守的措施

# U. W, G1 G6 h3 F$ V/ w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
, C8 e" |4 R' y7 h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。
- \+ O0 b# H; A6 D; V3 W; _0 f
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
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
1 N' F4 p8 k- }0 Z# Q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
: B1 y. M; Y) j: ?7 o, O5
4 a6 U$ j( T: |$ c6 T2 o& Q4 ?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。

; y: a7 H* O; F3 O3 ]; e# g( d9 f表
5
  
/ ]4 a% G" c5 S- x& b# b等值机转动惯量对联络线稳定极限的影响

. j' |# h% V" ?( J& z6 NTab. 5   Influence of moments of inertia of equivalent
8 o' Z+ x9 D5 Y  p% B( f. x4 P: T: ~generators on tie-lines’ stability limits

6 r, r! _0 L. Y, Q转动惯量相对于原始联络线稳定极限/MW
% P' f! l/ y9 V0 B& `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
4 K; {) E) @6 j# T0.8  1175  1280
0.9  1150  1245
9 ^8 W* c& r7 b1.0  1130  1210
1.1  1115  1185
( i7 f" Q6 ]% {+ G1.2  1100  1160
  c* _. o; ~# P# K# I. I9 Z1.3  1090  1140
' l( W9 e4 d5 Z; a2 Q1.5  1070  1110
2.0  1035  1055
1 P0 X' R6 o8 X# m' z0 }1 ?" L∞  910  830
. s$ L) r. Q; e: ?$ v7   
结论
" K" l8 x' f& e8 k
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
9 b. k# ]$ j7 R系统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固
8 g5 t$ b' L/ L; w3 H! ]定不变的参数相比，可以更准确地反映电网运行方
3 Z: }3 M. {- y, U' Z& K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。

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
8 R: M2 y  m+ t9 i7 }  ^变化很小，其中，
2
号等值机和双龙间线路的参数
+ E3 X  Z, p: o6 |4 y% Z! b- Q如表
2  
所示。

表
3 N! `3 [; x9 O; @) k+ C' w2
2 e; d$ x) u0 ~& U  不同运行方式下 2
" }8 G/ Z8 R9 b# n# |6 E) d号等值机和双龙间等值线路的参数
+ p! }  X$ Z" R5 J4 FTab.2   Parameters of the equivalent transmission line from
the 2
nd
equivalent generator to Shuanglong substation  
7 K' H$ M6 F5 R9 Q' lunder different operation modes
运行方式  电阻 R/pu  
, B; g* }. G0 R7 ~电抗 X/pu
2 H" j( @7 B& \+ m- j5 K6 g冬季低谷  −
0.00049  0.02853
夏季低谷  −
, |1 ~8 ^. q3 h# I' E3 s0.00119  0.02970
夏季腰荷   0.00032  0.02870
夏季高峰   0.00062  0.02838
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
, X9 ?6 N; i- a+ d/ w1 ^9 P计算的结果越严重，因此本文取一组固定且偏大的
# ?) s; i. ^6 x( v! U5 K/ a! B; d参数作为等值系统的线路参数。
* C+ T. S. e# W, ~, B2 b
3.4   
5 v$ F+ |" Q  Y' G- |节点负荷和并联导纳
5 o! I" o7 g) w0 W1 @7 ^; L
由化简负荷母线的
CSR
& m7 i$ E! F, F* L% Z. b方法的原理可知
' u* M% u/ u% J+ M) n# F' C  X[4,5]
，
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。
# O. r  M; V0 f
6 l; l. n  ~; t; U' E以
! A2 ]$ p  f, {& r( C9 v4 r8 r1
! l! J4 o4 _. P+ f+ X+ v7 J6 Z: I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
- x6 i5 f8 t3 _* b2
所示。
其中，
P
( u% G! H: c+ q) N: o和
Q
表示节点处具有恒功率性质的有功和
无功负荷；
G
2 ~; s3 M- I* K, B和
3 X/ v1 }& I3 BB
4 y7 I' R4 A0 L1 g4 E1 b' W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]
6 n. [3 J" T; l: C7 T；
P
LOAD
( i1 }/ b) N3 z- `, j和
. d2 `+ r" }/ I: o* }Q
LOAD
表示系统中总的有功和无功负荷。

0 ?) z% j# |9 O
44000  48000  52000  5
6000
3 g" z4 o7 |- v0 M% u4000
% ?( X. U: R/ n& C" w! O6000
! f: ]6 K8 F. f; ^5 T# y( l8000
& n! m7 w5 t0 t0 ?% J10000
+ z2 I6 ^8 l# R$ \* f12000
14000
2 W( y! S* J! {) ^: Q+ O5 O16000
$ G& Q3 k) g& b+ t/ o18000
20000
MW/Mvar
" P8 ~' u5 o7 S' t' j+ H5 F) jP
14500  15500  16500  17500  Q
LOAD
& w7 T+ s) f/ Q/Mvar
9 H5 m" W# b  n5 N& F% u. O4000
6000
8000
10000
12000
6 o0 W8 I$ i1 E- ^: M5 c; B14000
16000
  O. s- y, J- T18000
( C* t# m4 u6 s1 J20000
P
Q
2 r" b' S; Y! I5 DG
B
Q
1 h# E: A) w0 ^; _0 }G
; ]1 j4 K: k9 Z' e& P6 I5 KB
9 Z/ \' A& @1 cMW/Mvar
9 c8 r5 m9 K) R4 }! TP
LOAD
/MW

$ L$ v: h, {- O' [图
2  
  
1
9 }8 C& [4 f' Z$ \1 ]2 b# n* a& d& Y" F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
& v9 M9 P9 q- BFig.2   Relationship among the load of the 1
: v! {8 k0 C4 H9 ?st
. x5 R; t7 ^( O, g$ C equivalent
3 z6 |4 ~& Z9 [4 Pgenerator and absorbed active power and output  
reactive power by shunt admittance and  
; h  q/ E0 L; K1 }4 A/ m8 jtotal load of East China power grid

由图
' j. M' |; c/ J* K% B& c2
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
在近似线性的关系，因此假定各节点的
P
、
Q
& }+ a! s/ V' M7 s* F# A、
G
. o9 ]6 N4 T0 A) Z5 m) n. {、
' M6 h2 R- n( i2 l5 l5 lB
7 ?# R3 q& [3 }! \+ W9 f和
9 A5 p8 @0 a1 ?1 K8 {! rP
LOAD
、
. T7 y, X) h' G( F+ R7 ~/ AQ
! [% X6 l, b; w) f, @LOAD
之间存在下述线性关系：
% D7 H/ Y3 g# ?3 ]6 f4 `
P=C
0p
4 D, K3 |4 C5 F/ X% h& D& T. S, F' }+C
2 _" _  C9 b: h+ b1p
×P
LOAD
* u% r& A; C% `) K( @+C
( l5 W) a5 j5 G# _2p
×Q
# s& h, w! P0 `LOAD

Q=C
  o  X+ l4 B! q5 A2 `" e( h2 R7 f% v0q
" U; a2 U$ A* W+C
! a3 Q6 u1 H4 A- {( [* N; F1q
×P
3 g( C3 {: _8 E% LLOAD
+C
2q
×Q
! U7 s4 Z" p' B7 z6 h; ?0 ]LOAD

0 o; ~) N% C; m4 f  rG=C
$ ^) D, E% d  I3 Y  [3 B3 M6 S0g
3 ]& r, G9 H# C) t* H7 `+C
+ \- C& ^* _6 U! S1g
×P
! a2 M" {1 I+ w7 MLOAD
+C
* V' v5 @* l. b: f( m2g
' n# i: I& V) u' i, k  J. ]×Q
LOAD

" e4 X2 n6 d2 s$ U) X. PB=C
0b
; c0 v& s, Q; w1 u0 m4 y+C
1b
×P
LOAD
+C
2b
/ Y$ [' J! i- q5 n×Q
% r1 j8 P0 b* ]" b5 a& S" h: DLOAD

其中，
4 [1 N$ E% h2 I* H) `C
0p
2 f+ Q' Q7 e% ?4 N/ H、
; b! J+ }1 U+ E; [4 \5 |' \C
1p
! e5 V- {7 t6 I、
C
& w: m9 W" ~! J9 r  \2p
、
. G% f9 U" ?1 u/ zC
. H" n5 q4 o" m9 T- m# d0q
( s/ G1 B5 J9 f( C2 j# P、
6 ~, U" e; X& d6 ?8 }6 }7 F1 ~- MC
1q
8 ]8 X" h" u, u" H/ M6 J4 Z、
C
7 g' s* ?8 h# f- W7 L/ f2q
、
" {$ Y, ?$ ]* pC
  l+ V, W. g! N/ ]3 W0g
、
2 M( ?  E) Q) w1 MC
# ~6 m5 _3 d" ~. y/ h1g
、
' c. T2 J% X1 }( RC
2g
、
" Q* r3 _$ c6 \* j6 n! {, X, GC
7 R4 J: Z0 d+ n1 Q4 g  t' V+ J. n0b
" V% T! ~9 p" @- i9 m、
9 Q; v$ ^3 Y+ p. f' K' wC
' x1 C( p" K, W$ E7 F1b
、
C
1 P! E5 B9 x* p4 R9 J: H2b
3 r; i" r# q+ L/ x) f; }7 K为比例系数，它们确定了
* H$ H: D2 B6 y" b' `# n- m节点负荷、并联导纳吸收的有功和发出的无功与系
- m3 C- H. Q8 a- [, N, ], q统总负荷之间的关系。
" u6 ?1 k0 E7 \! k
! L( H" A, @4 W* Y9 M& f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
/ Q& ?. F4 {" {  R+ k! S到上述比例系数，实际运行中根据采集到的系统总
$ F, j7 |$ i' F9 l) p有功和无功负荷便可实时估计出各节点负荷以及
. L7 U% [5 ^/ D% p9 y5 h2 L导纳吸收的有功和发出的无功。
. B5 F& U0 Z- K
3.5   
等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算
! g; J2 O) ]% v. z& l) f
3 a- G5 N, h9 Z1 n+ Z当等值系统采用如图
1
" h  y9 \  v8 q) f( I9 G) f9 O- S所示的网络结构，并按
7 q  z# a! d) \1 v# ?; H3.1~3.4
. p$ b. n, c# E+ G( X8 i节中的方法实时确定其参数时，需要采集的
' ?  ~% L  E* U" D3 t6 Q实时信息包括：双龙、凤仪和瓯海
6 s9 r6 Z6 u+ h0 G5 C2 @500k V
母线的电压；
+ i1 D8 l3 s( C8 M线路福州－双龙的状态和潮流；线路双龙－凤仪和双
3 h) h# \4 x+ k龙－瓯海的状态；浙江省内发电机组的有功和无功出
) ?4 k+ |; D5 B( ^. j力之和，省内有功和无功负荷之和；上海、江苏、安
0 n: d& r! S2 ?! q# h. @3 E9 O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
PV
节点，
  \. M; O' w  Y' a: C1
号等值机
1 ?( s" l0 H2 S! q0 i& s9 W0 y, z作为
0 j+ ?; D; g. eVθ
节点（指定电压为
+ O: N" H% I$ U  k1
∠
0
°
pu
），
( W7 d9 f& z5 N* ?2
5 u: P4 n; G% r( y9 F号等值机作为
" y; `" M- J8 G9 LPQ
9 v: d  F5 l# ?" Q. w节点，可以对等值系统进行潮流计算，并以计算
* V  ^" x) r& ^* I- R. C+ v& }结果为基础进行稳定计算。
( F5 o- u1 I  _) J1 \* x8 H& t+ n
0 H- W: {3 c; p. L- `5 P4   
4 x" X! `3 N# x% ?0 T" H9 u8 Z结果检验与分析
/ p$ t7 B$ }0 ]5 V( Y' h- K# ~
运用本文提出的方法，通过估计分别得到了华
0 G2 Z" n2 G% n) W) |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
3
仅列出了校验方式下的比较结果。

6 J$ d2 w+ \! Y* ~" B" Z4 |表
% T) ^5 j( y5 w6 T6 W: T7 {# ~3 Y. X+ z3
7 z8 S- t# Z. m  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
/ e+ B. K, Z7 X4 m9 d& ]tie-lines’ stability limits under the test operation mode
5 r2 T7 i; ~* J福双线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
/ n/ }9 f  t5 y3 z6 k后泉线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
, o6 H! B* |9 ?5 F8 [线路运行/
1 ~: z& O7 C) A) c$ @7 w* y  Z检修方式
2 O/ W: _9 W. J$ H. q实际系统  等值系统  实际系统  等值系统
% ?3 B: Y; V( q" L; b( c' n" p正常方式  1120  1105  1000  970
# P# V/ k: J! r5 e双龙－凤仪  1090  1080  920  910
3 U4 B5 B8 R. q' u双龙－瓯海  1095  1075  945  910
7 a: T$ Q9 C0 r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。
( T3 h  n0 b+ S3 K# o    术  19
- j' u3 m* Y! c! G调机组，并考虑到可能获得的实时信息情况，首先
7 Z, E2 S' o& d6 |$ t. ]. 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
) b$ U$ o# Y0 [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
: B. c5 Y% G0 A6 z: b( }- l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
0 d  r, F+ j7 z, ?( R" ?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。

0 t+ p# @. P3 Q4 u- p0 L2   
等值系统网络结构的确定
# d/ d2 b  [- P# ~, d
等值网络结构的确定包括两部分，即划分同调
' a; L& N* J/ c* h. f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：

, y# S* N2 ]3 J' \- k) N（
1
）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
$ ]" S" I+ C  a节点。
  {$ V" ~5 p  G# W
8 o. Z0 C) b. N+ i5 p9 \（
) ^. u1 z7 @1 a) T7 b8 u2
5 @! A7 a, `, x) ~）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。
) T4 j' o" W/ Z8 v
/ d4 r; o9 y; E9 P2 P( m（
3
）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
! J7 h5 p) J: r3 P% o2 [易获取，维护简便。

$ G1 U7 f2 I+ h4 |' I% X$ ^7 M根据同调性分析的结果和可以获得的实时信息
" M3 J' }* E2 f0 O% R  ^情况，同时研究发现华东电网中的线路双龙－凤仪和
9 Z% P1 |1 I6 n4 `- P/ [+ c4 ^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]
，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
: P0 J& f  v& d. e8 V号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
为
2
" O( P2 d$ n' l- z2 a* p) G: q  S号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
  D- u5 w# g; ]5 \6 z500k V
2 ~. x* Z5 L2 Z) W+ }母
7 J& {, A! k$ {9 D- ^/ r( J; {; Y线；保留双龙－凤仪的
500k V
双回线路以及双龙－
' ^3 w# C0 [$ y/ W$ b; b瓯海的
! E$ K; Q2 c  G8 q& e6 a500k V
线路。等值网络的结构如图
9 S( @6 e% ?5 Y- u. M0 [1
2 q% @. P8 v1 ?$ V所示。
; M" t& E' W$ L5 s4 W' N

; Q6 ?8 y6 r, E' W" w凤仪
双龙
  k, |9 Q# |# s& l/ ]瓯海
福建电网
1 号等值机
1 N/ b) b% ]8 N! [% p" J- A( m2 号等值机
+ R" @: L6 V+ n
图
1
  华东电网等值系统结构图
Fig.1   Diagram of equivalent system for  
% k* v1 {5 R% g5 _3 e8 p7 {9 b8 OEast China power grid
7 h* F7 Y' X" x+ V3   
' J; L7 r+ |5 N7 i; ?; ^等值系统参数随运行方式变化的规律及
/ I. G% S- B1 A, b其实时调整
0 l. h  d% s" P* V# f( {1 ?: E
3.1   
等值发电机出力

9 G+ W2 q( M9 u$ p: ?. _* X" _' G5 }同调等值法采用恒等功率技术对同调组内的
3 O: Q. I  y7 y- Y4 r* z. w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
0 h: p6 U' R# t+ ]& P0 B变
1 F* W5 d* n9 u' w[4,5]
# Y& s! a# T3 h! V! {。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
) a$ `* c0 l; E( q/ y0 L( x) K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
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
; s- i& c! ^- L! c3 F6 P$ `1 e1
/ w1 k) ]3 h$ t& X9 r所示。

表
* j8 T9 [" g$ L  I4 v1   2
: i5 ~. O  ^7 Q. t( 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
7 i! g1 L7 E: Rnd
$ G# `2 P; C9 r. A7 ~( ^+ r
0 U% g* A+ A' {9 B' ~  X7 y3 N* Z3 Wequivalent generator and total output power of  
) z& N3 z) r: H2 ]$ T% jgenerators in Zhejiang power grid

浙江电网机组出力之和  2 号等值机出力
6 `) X% j4 L8 P运行方式
P/MW  Q/Mvar  P/MW  Q/Mvar
- ~1 {+ ]5 K: h3 q, J冬季低谷  9966.0  4082.0  9866.0  4022.0
+ F# G* ~' q/ }% M1 T夏季低谷  10016.0  5902.5  9916.0  5842.0
$ q  Y. c5 Y/ l: r! j1 M* g夏季腰荷  12456.0  5267. 6  12356.0  5207.0
夏季高峰  15611.0  6490. 4  15511.0  6424.0
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
省内各台机组出力之和作为
4 i" f. R+ x4 |( X2
) J# u& k# I  m5 X$ s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
' [" o% \2 Q4 t- O. l1
# [9 k5 \# z  N6 T! J  t- O# K% I号等值机的出力。

& h+ d. @% _7 q* }3.2   
等值发电机动态参数

1 [1 w6 J8 P6 q7 G' O在目前的计算中，华东电网的机组采用不计阻
1 ^( \+ ?3 T" k& B0 w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，
3 m. q' P7 q/ J( T* L; W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
2 u, R/ |* g% R+ H9 P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
. I- y% l! U, v9 u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
2 Z: \) ]! @7 s& A4 |- {0 U+ q3 T越不利
[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
号和
3 k3 o" M& X  a/ A2
0 y9 o( E, |  E2 ^6 _号等值机的动态参数，
+ h  _$ v) e  y5 H7 {: j8 f即取机组全部运行情况下的等值机参数。

3.3   
. F' F, G# A& o4 O. {线路参数
/ s& W6 o( y# ?5 w8 `
8 W  f% L" S% V5 k2 w- ]. L7 T本文采用电流变换法（
6 f+ s3 W/ j0 I. s7 DCurrent Sink Reduction
, j! D' s) U6 |6 e，
1 M, ?; g4 y  C+ d6 ^9 pCSR
3 j9 b- H) i$ W+ a# n）进行负荷母线和网络的化简
! V0 p; l/ m1 w7 |! T1 S[4,5]
# n& @3 @4 b7 f! G* E。由其基本原
7 I' [5 N" \$ h$ A6 i1 h理可知，等值系统的线路参数是实际系统中多个变1
  引言

2 H0 o6 ], p9 I; x, C1 ?根据电网的特点和电网安全稳定运行的需要，福
2 r+ O- F% U4 B. t建电力公司在现有安全稳定控制系统的基础上
, r- |' {0 y7 O1 \$ \[1]
+ ^( s" |+ b  k2 m借鉴
* p0 E3 Z0 K+ G& Z国内外在线稳定控制系统的先进经验
$ i. v! R3 K  r4 c[2]
，建立以“在
( ?& c# f" Y# i" K线预决策，实时匹配”技术为基础的在线稳定控制决
1 L0 f. V3 U6 J& W) d2 X策系统，更好地确保福建电网的安全稳定运行
4 F# ^( W1 a: L: f; B9 `$ M[3]
0 o% v" Y7 p( |; F$ @2 Q。
2 k; D. p% p" W& k9 g
3 s$ f5 y8 T$ b: h! F( ]+ Z3 n由于电网管理和通信方面还存在一些问题，目
0 O! [( l1 p- `  ?4 N' J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、
提高工作效率，在线稳定控制系统进行稳定计算时
0 Z1 R! j6 I' ]+ i需要华东电网的等值简化模型。
* f. s# u- z* k$ a5 g0 `" E
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]
：①同调等值法，主要适用
0 H+ x# o  W2 d# C于大扰动下的暂态稳定分析
[5-8]
3 M% ?  N, x( t  v' l' b；②基于线性化系统
; x& ^) @  I* S& A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
; H, [: O/ M$ _- p. o7 D7 ?[9,10]
9 ]4 I# E4 V9 z+ h5 a, y) \；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
' f7 y" r. \! _0 W7 z  f% U9 O[11,12]
: [/ u5 k. v7 T' v* f。
, t3 v% w: ]8 o' L前两种方法需要外部系统的全部数据，第
3
种方法
- j/ w: B" S. d; _% h则需要对实际系统施加扰动并利用系统辨识的方
% C& Q0 R# |. ]- `3 a7 S+ O法来估计等值系统的模型参数。
- ^" k- S1 q( t3
" w3 O& K5 y4 j, v5 }* _种方法均只能针
4 p. E1 Y2 G8 {; @: `对电网的某种运行方式进行等值，不能反映实际系
& t* d, U6 U+ D; l( `8 `统运行方式的变化，因而不能简单地直接应用于在
! w7 K. o" z, f. b7 n# i% u线稳定控制系统中对外部网络的实时动态等值。
1 `- b! z: `2 K" x: 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
致
6 F7 s, e- q9 b9 Q# y   
谢
# t. \' P) w2 u& ]8 Z1 |9 V( m' s
# r3 p0 e% p. H1 s. t; G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
要的数据资料，并给出了许多有益建议；中国电力
  ?; g- o: v! w- |& j. m; p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。
" p1 n4 J) |/ c% P
参考文献

[1]   Zhang  Jia nping，Cao Jie，Sun Guanghui．Transient stability control for
3 H, m% P1 ^/ o/ kFujian  power  system  interconnected  with  East  China  power  grid
* w/ m; Z$ D* q+ t. a$ u- w[C]． Proceedings  of  International  Conference  on  Power  System
& r" M2 ?6 v" j- U2 q1 V/ [% }7 d( qTechnology，Kunming，China，2002：309-313．
[2]   Ota H，Kitayama Y，Ito H et al
．Development of transient stability
2 X( {! G/ v8 |/ C9 bcontrol  system  (TSC  system)  based  on  on- line  stability  calculation
" R2 q- Z6 @9 T0 C' h' w( N[J]．IEEE Trans on Power Systems，1996，11(3)：1463-1472．
: P: H9 Q  s( z[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
$ v4 m( H% j7 I: x( r, P9 D和方案[J]．电网技术，2004，28(增刊)：48-53．
" j. H, Y  L: h% s- IZhang  Jianping，Ren  Xiaohui，Cao  Jie  et  al
8 |% V: u6 _* |0 }* s1 R．Considerations  and
1 H3 g9 I# W, b! _6 Npractices  in  development  of  Fujian  power  grid’s  security  defense
system [J]．Power System Technology，2004，28(Supplement)：48-53．
[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．  
6 v0 Y  t/ f6 F$ H# d& c[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
[M]．北京：电力部电力科学研究院，1993．
& ^' L/ L( ]) Y$ q4 B[6]   Wang  L，Klein M，Yirga S et al
．Dynamic reduction of large power
systems for stability studies [J]．IEEE Trans on Power Systems，1997，
, p5 T2 a; w7 W' W7 j) W* c12(2)：889-895．
8 E4 q$ {$ Z" |[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
. p8 u  A+ f& W$ o( A. K# T  i/ ?术，2000，24(6)：34-36．
. X3 o4 S8 r- K7 hHang Naishan，Li Ruqi．Unsymmetric Y matrix dynamic equivalence
for coherent generator groups [J]．Power System Technology，2000，
24(6)：34-36．
[8]   康义，周献林，谢国恩．用 NETOMAC程序进行电力系统动态等值
5 a" U% O7 Q) ~研究[J]．电网技术，1998，22(5)：21-24．
Kang Yi，Zhou Xianlin，Xie Guoen．Using NETOMAC program in system
+ [" ?8 N/ m" ~( v: aequivalent study[J]．Power System Technology，1998，22(5)：21-24．
2 D' C3 t  c+ v% f, Q8 m[9]   Nojiri  K，Suzaki  S，Takenaka  K  et  al
．Modal  reduced  dynamic
$ t6 b0 ?7 R5 n* N) M% jequivalent  model  for  analog  type  power  system  simulator[J]．IEEE
Trans on Power Systems，1997，12(4)：1518-1523．
" Y2 i7 t: n3 F; R( V' a[10]  Ramaswamy  G， Rouco  L，Filiatre  O  et  al
．Synchronic  modal
equivalencing  (SME)  for  structure-preserving  dynamic  equivalents
[J]．IEEE Trans on Power Systems，1996，11(2)：19-29．
[11] Price W，Ewart D，Gulachenski E  et al
．Dynamic equivalents from
' P. S+ J# V0 y- o* fon-line  measurements[J]． IEEE  Trans  on  Power  Apparatus  and
% c  y8 s9 Z8 |Systems，1975，94(4)：1349-1357．
7 f0 y; J) v* B, K$ `5 A) P- I[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
（I）：模型及其可辨识性[J]．电力系统自动化，1999，23(4)：15-17．
; D; T2 d6 w1 RJu Ping，Han Jingdong，Ni Laqin et al
  `! {! p7 u1 l& J．On-line identification of power
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．
Zhao  Yong，Chen  Feng，Su Yi  et  al
4 F- J6 y0 p7 O  Z, l% T．Study  on  factors  influencing
& H; Y/ |6 h$ @0 ystability limits of Fushuang transmission line in East China power grid
[J]．Power System Technology，2004，28(21)：43-46．
$ P! H/ }0 W: d5 G0 n- t" y' N+ [4 ][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：
8 D: H6 R) ~0 |+ o中国电力科学研究院，2002．
" @* j" k. L0 ~0 N
& e. k. X3 v- A, Q收稿日期：2004-12-02。
作者简介：
- N  b' s) b2 N, E3 @- f& Y- F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；
/ J% G( ?, f! L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；
陈   峰（1967-），女，高级工程师，从事电网稳定计算与运行方式
  ~% j$ p! C" m4 ^. D# Z的管理工作；
+ ~, c/ @* O0 ?) t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。
2 F  `8 t2 ^! s$ ?