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
1150MW
，福
双
. {4 s3 `' _' L( R# m8 u1
回线故障，
5
个工频周期后切除该故障线路，
/ k( s. J* T8 O1 {. g+ t. f13
' A" P6 b' a( L. T2 }  b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
- ~% c( V8 u5 l: O) k  o500k V
: j8 d; [# p) Z母线电压如图
3 @- J3 x4 H$ s/ r3
  v; d1 m% g4 P8 _6 }所示。

" ^2 r3 i2 J; z+ X# l/ f/ Y
0  50  100  150  200  250  
300
−5
3 d, H* j' R/ J" c/ J! v* ~& g00
$ I/ M5 P- n' }) H+ y7 Y& u* W0
7 e" T1 V; B* r# g, l500
1000
1500
2000
联络线功率/MW  
6 O  D+ o* N: k4 ^t/
: u# ^$ w& j# v% C9 Q9 \! e- I/ G工频周期
; p1 b6 \) W1 d: S* c& V
+ S: g- v' O& j# I. o( d, Q实际系统
2 ?0 }+ {& A3 i2 R7 Q6 l
等值系统
0 O: U$ O7 T) Y! X. a) C
* C. y6 h9 i6 m+ f+ q! U0  50  100  150  
200  
250  
( n4 q4 ^: F3 M  D; @0 h* y9 {300
0.0
! ^6 d0 {9 B, x, p. @9 _0.2
2 `5 k" X  `! L, N  d. o# [8 a" l6 m0.4
- A! Q3 \% S& U+ t' l0.6
4 O' H- Y4 E+ C+ p1 z0.8
3 l/ p2 b: X( V$ C, u% x3 Q1.0
电压/pu
t/
2 t3 t0 J+ E# V" q  K3 `: z0 C工频周期
3 u8 w2 f, v' q5 N, ?8 \# K

等值系统

实际系统
(a)  联络线功率
  T& y( @" o# M% a$ T(b)  福
4 L8 A" \0 ]0 ?# ?0 h4 o州北 500k V
母线电压


: t  _4 q3 `: E& P图
3   

6 d9 f. F# M0 Z. J/ u9 B校验方式下故障后的联络线功率
2 v; b$ W9 g7 M) j4 Q( e+ @" l
1 L* ]  {* V. k及福州北
500k V
3 u! A6 Z! }  I$ H$ _母线电压

Fig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
: }: `( _. N2 @, xvoltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  
  k% z* {' P6 `2 P$ e5 j  |+ b
8 a% p$ X+ x/ |" y5 \! q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
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。
: ]( _: U# V- r1 _
* }7 @5 ^; [! Q5   
实时等值的效益分析
/ ^1 A+ |, E, s
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
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
6 J3 c. L5 n4 `$ a化。为了估计实时等值方法的有效性，在福建电网
5 i+ i7 G- F1 G, m  e+ C5 B+ v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
( ^4 K9 t. |" u: P对福双线的稳定极限进行了研究，结果如表
4
所示。

表
4   
! m: d: X0 y4 B; Z0 l' j
% l8 N  a' B. _( t% i+ x华东电网运行方式变化时福双线的稳定极限

Tab.4   Stability limits of Fujian-Shuanglong transmission
line under different operation modes  
for East China power grid
4 X) G# b! i9 z; y- K0 A福建电网 福双线稳定极限/MW
- ?: Z9 [# a& C9 a6 b% H运行方式
华东电网
9 ]" B! {% O: J0 |5 Y' Q% C% w  m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 G+ Y7 L6 K' `) `5 _4 s  @. ]夏季低谷  1245  1260
夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
夏季高峰  1300  1340
由表
* t: m$ w: l7 B4
可见，福建电网采用相同运行方式下的
+ {4 N! G* W" s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
会有
50~80MW
) p, k. d/ z- W' d6 E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，
+ V! K) ?$ x1 N* _! F限制了福双线的输电能力。而采用本文的实时等值
+ M) `) S4 X' s; b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。

6   
使等值系统略偏保守的措施

7 R" s, R! [9 P0 o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
0 ]! ?  l4 S3 s/ s5 \- e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。

( |  j4 M4 S9 r/ _7 n5 I9 T5 @% {0 }7 h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
' }$ I, R% ?+ a' G步电抗和暂态电抗；③增大线路的电阻和电抗；④
! D5 d+ O+ a8 i/ W减小节点处的电导参数。例如，对于冬季高峰方式
9 K/ j$ P1 A6 B. X4 x拟合后的等值系统，两台等值发电机的转动惯量同
! L' t( i3 _) T时按比例相对于原始数值变化时，联络线稳定极限
2 H! P0 p4 v8 g3 t的变化趋势如表
4 s; T9 S. v0 d7 r( o9 ^6 y: c5
所示。限于篇幅，其它因素对系
" h; q* N1 P0 C; e' v统稳定水平的影响不再详细列出。
, J3 f- C1 I! W
表
5
  
+ w3 P7 |7 C/ t; l7 m等值机转动惯量对联络线稳定极限的影响
9 l% `; ^6 t$ D& [
4 a7 }. d& A5 ?. jTab. 5   Influence of moments of inertia of equivalent
: b; r; Y0 I! {5 T' M! Mgenerators 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
2 y8 @3 [6 w4 I, z/ Q4 R4 E0.9  1150  1245
3 [5 B$ N" ~0 W# }! A1.0  1130  1210
  N2 D5 x- V3 _: B  j8 s8 a1.1  1115  1185
1.2  1100  1160
  @2 @3 D* c3 a$ {/ @# h4 ]2 s! y" C1.3  1090  1140
1.5  1070  1110
2.0  1035  1055
" f. d* X: @7 |# {9 t" L∞  910  830
7   
& v2 X* G3 C4 @4 k0 [% P结论
3 q/ h, O! h; o" N0 M* S
本文提出了福建电网在线稳定控制系统对华
/ a6 C- |% A( t8 g( E2 t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
' z) ?4 d/ V( q2 a! t系统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固
- A' C2 O' `; Z/ A& Z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。
$ B! M& V& C8 r0 T2 C# h, b  k5 A
研究华东电网在几种典型运行方式下的等值
4 H9 ~6 y- o- x4 z4 y& B! c) @0 R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
号等值机和双龙间线路的参数
5 _$ x1 _4 S  _如表
( O$ T! W' o, y2  
所示。

( _8 i+ d# [, }! W3 ?- H表
2
- W: D. n& P, y+ m& r0 P5 l& S  不同运行方式下 2
号等值机和双龙间等值线路的参数
% K/ A, q" t# e' k5 L* e$ r! M# [% rTab.2   Parameters of the equivalent transmission line from
the 2
% v4 r; U* v! und
; M, _6 y6 T. N. ? equivalent generator to Shuanglong substation  
3 [: @- O! t0 O! y, e* munder different operation modes
* _* B. ?1 C# F4 f# f运行方式  电阻 R/pu  
电抗 X/pu
8 V' ~" d. v* {3 }' l* Q' |冬季低谷  −
0.00049  0.02853
夏季低谷  −
) M7 V$ e  `! _: ~9 A7 k! |# H$ R5 j9 Y  s0.00119  0.02970
夏季腰荷   0.00032  0.02870
夏季高峰   0.00062  0.02838
( }- k/ ?5 ^* l' `* c* e+ a8 n冬季高峰  −
# f: `% o, O( P/ l# D8 E! X( W& s  R0.00201  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
! g1 G! `7 N- h3 i$ {& Z# d参数作为等值系统的线路参数。
0 T4 O7 a1 W/ c, m. u( W$ ^% s
" `2 k$ [6 N9 e+ a* F3.4   
节点负荷和并联导纳
1 n  a: [0 w7 b
由化简负荷母线的
CSR
5 X8 S* w) e. }. Z! \6 ?方法的原理可知
% M3 b0 p5 Z, {6 B/ y4 z[4,5]
，
% W# u+ ~: U2 ?" ~等值系统中各节点的负荷和并联导纳是实际系统
% `3 Y4 x- @3 K8 |3 _* Z# d中各节点负荷和导纳以及节点电压的复杂函数。

; n4 Y% Q6 n) s) ~, v) ]: Q以
5 V4 [! u& v8 Z1
4 z0 @5 L3 B& x8 c' Q! Y号等值机为例，其节点负荷和并联导纳与
- Q- v4 ^) @7 F) X& z3 N原始系统总的有功和无功负荷的关系如图
7 ~, f% D. ?5 R3 T2
2 ]; O2 ]3 T$ i: `* Z* C所示。
其中，
; ~! ^5 F. Q; _: s, ?* UP
和
* T+ T; I8 x4 b- f: cQ
4 {$ `5 M" P1 d& r' P; V% X0 l2 F表示节点处具有恒功率性质的有功和
" L1 t+ b6 V9 K7 J& {! L/ C1 |无功负荷；
G
和
  M; A% ]8 }' @% K1 }B
) Q" g3 \+ l5 d$ }; d! k% S表示节点的并联导纳支路在基准
; k- P- X# X3 X$ q% @& U+ q电压下吸收的有功功率和发出的无功功率
3 O3 V/ y4 t6 f/ {[14]
；
( H! A; F0 q" k4 g1 `, F2 UP
* Q) ^" @6 x" J* {/ R6 A5 l# z% FLOAD
和
3 b4 n8 x; [* t" |+ w# _Q
# S4 j; P' `4 y% ~LOAD
9 Y8 Y, y2 i9 _7 n表示系统中总的有功和无功负荷。

; R6 b1 X; Q$ ^2 P% ^
44000  48000  52000  5
6 o9 u7 G7 U0 k% A0 ]3 r" V6000
7 p2 \9 s; N9 ]0 }4000
) G# B. K- ~0 H  Z# H- t  _3 O6000
8000
10000
12000
14000
16000
$ _- N3 Z* V$ d" Z" g. l18000
20000
MW/Mvar
; z6 H! y, i% k7 h% ^: DP
; @6 B1 x- k8 u8 s# i14500  15500  16500  17500  Q
# h6 p# B$ j2 qLOAD
/Mvar
4000
% C; s5 y% ^  K* L3 e6000
! S1 F+ ]: s" G+ U% \7 O8000
6 r9 M4 H* _/ P) B, ?2 G9 H10000
  t/ n  M8 C# a12000
14000
. {1 c# [4 ^* r- h% p16000
18000
/ ?. L; b0 P4 m20000
! }2 Y) a( T5 W* ZP
Q
+ X( l1 g8 G1 [+ p0 B7 ^G
B
Q
G
B
1 M" @3 K4 U6 [' r* z- S3 a: P% eMW/Mvar
/ L; k9 M* X8 N. U7 iP
LOAD
/MW

) ]1 V# ^3 L  u* L( K# ]* ~图
/ n+ n+ N( X1 q, n2 e2 I2  
  
* z% u( q2 B& p3 R5 T1
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
Fig.2   Relationship among the load of the 1
st
9 D& c) J. r. J. S% R0 I equivalent
  \7 H- a: C! {, ~/ ?generator and absorbed active power and output  
reactive power by shunt admittance and  
$ t  `9 ~# r" j4 n9 k' q  v% V' rtotal load of East China power grid
5 }7 K: f0 m" ^% z9 `. [* m
由图
6 b3 B3 l2 I& T. n. z2
3 ?. K: ]- S( I# Z) a9 z* O+ t可见，节点负荷、并联导纳吸收的有功
- `  s1 I! |8 `% C9 M$ c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
. s- Q  B0 m# _3 f. @、
Q
$ T2 V, w5 j6 I4 A、
% P! k( P; P( [G
、
: |" K0 ^1 N* A' K* ^" jB
* {+ v' f5 R+ r" }# S2 ]和
8 v" e; R7 W2 c; ^P
6 z$ K6 R# e0 SLOAD
、
  p' f* l7 c* BQ
/ k6 E' {+ A) @  zLOAD
: x' g: n5 u6 h! \4 H之间存在下述线性关系：
; ~* i/ [  i3 }3 J- ?; _. X
P=C
0p
3 i3 y) ^  A- x8 T' D% G+C
: _' {: ~6 \7 N* I7 q7 j& e1p
1 T! [4 C% `3 Z+ I4 G0 G+ Y( h×P
LOAD
+C
2p
×Q
LOAD
# i/ l6 l3 K7 u) i- n8 \
7 }8 ^! j, M6 [+ p- B2 f3 j7 m) bQ=C
0q
+C
1q
2 \5 W5 B( b4 P×P
) }9 o/ y4 s6 pLOAD
) b8 X" y( o" p* @+C
2q
% o2 i; y+ S, j+ ^×Q
LOAD

: X; l- ~, d* }/ aG=C
0g
+C
1g
×P
. z' R9 E4 t2 M/ \* v7 X% }LOAD
+C
2g
- E8 O" h' f. d. v. Y+ ]2 q0 E×Q
" j. B- ]- R% }# B) FLOAD
/ z8 `' r6 d- @' i6 ^  d
- _5 \  r# r# J5 _B=C
( O! z( `! m# t5 F2 r0b
: }% |% G' }' s' a+C
$ w( ]0 k2 d' c% T1b
; n# K1 @$ l3 Y  l; x×P
LOAD
+C
% N& g; H7 N. J" [& r$ f2b
×Q
LOAD

其中，
C
  k) V; t" _, W. E  x0p
、
C
1p
" c: s( H& R1 l1 s1 }9 U* U、
7 l+ g8 R" w# ?3 q8 T+ y" ^C
' g+ g3 z, l; q+ S: \2p
( r2 c( u: E1 N% V、
  l% Z7 |0 H$ f$ IC
0q
, L' n5 _! W" T# U; n# `: Z、
C
1q
# d( w' c$ V7 n" l、
! \& u9 [6 j/ m8 i# `( L0 d% W. uC
2q
3 `- q/ B. ]8 E$ l1 Y2 r% e、
C
' \' r) K! {$ j# Y: [2 f0g
1 u1 ~2 B: R, N、
" m* u6 e: s- P+ a0 W$ gC
6 q5 ]( ~* `8 X& K+ L- i5 @9 g# A, h1g
. Q0 I4 t6 s" C( a6 w" Q! f  g6 P、
5 c, t3 J# l  `; V$ MC
2g
  p3 W/ x) z+ h3 r. R, _1 Q7 u、
C
0b
、
C
1b
、
0 U/ W4 s* _2 P+ JC
6 y" Y- W* S  o, H: U2 H2b
$ m. j3 s+ r7 d4 y6 \% K为比例系数，它们确定了
! W3 Z# j) Q9 g; e节点负荷、并联导纳吸收的有功和发出的无功与系
% O! m, R# m8 A- k  X9 c1 B. D统总负荷之间的关系。

  N. h* v5 j0 v. w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
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。
$ I( ~% G5 c) H5 ]8 T
; p; V% j0 K+ `$ _3.5   
/ _4 _8 Q- F- e5 F9 _+ I等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算

( ]8 q" E8 v& z/ {' c+ f; m% @4 @当等值系统采用如图
/ n: J$ g6 P# ^7 p. Z. ?9 M2 v1
7 J- u  s+ R$ S2 W, r" R- V4 Z  l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
) T# K2 o6 W: x实时信息包括：双龙、凤仪和瓯海
* N0 p6 Q+ J, J; L# N500k V
母线的电压；
6 u8 h/ g  `4 q3 P; R, ^( v线路福州－双龙的状态和潮流；线路双龙－凤仪和双
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
" L0 M; E& ^' M! {+ l内有功和无功负荷之和。在已知福双线潮流的情况
% U2 @! [4 m* n( J" Q8 B5 b* z下，以双龙、凤仪和瓯海作为
5 Z' h1 f* B9 \PV
节点，
4 b9 K" ^% d( U$ s1
* B6 r$ d& S$ N  R  z" K号等值机
作为
8 G& p) M+ }0 ]' j2 b: S; UVθ
节点（指定电压为
1
∠
0
°
pu
$ {$ U" \1 ~: O），
2 V  v2 \' j, F- _. Q) Z6 z2
0 J  `8 |# ]& B2 a号等值机作为
PQ
9 z! K( w: Q; ^) p节点，可以对等值系统进行潮流计算，并以计算
' Z1 i2 V" X  M8 h6 n结果为基础进行稳定计算。
6 |4 Y4 \' r, J' L" K. d6 Z
& V) w' d8 v/ e& ]4   
' \+ m- M* d. V- x% T$ F9 ]) ?结果检验与分析
  M3 h; B+ M6 E5 c
0 ^2 w5 F) [5 ?3 }" H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
$ ^0 i6 N. J: Q7 y- F3 A, L( o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。

8 u1 O! g% y5 ^# {表
- a- h+ C0 W) ~+ C3
  校验方式下等值前后联络线稳定极限的比较
1 v- O+ D" z+ p; f2 zTab.3  Comparison of pre-equivalence and post-equivalence
tie-lines’ stability limits under the test operation mode
5 s  Y' g$ O" V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
" r5 ?; {- s( F3 G! I- d联络线的稳定极限/MW
线路运行/
0 Z! @+ v" k- l6 z4 h; F, D检修方式
2 D6 i, V% O8 W# o9 p, I实际系统  等值系统  实际系统  等值系统
9 s+ s+ {" x$ J% p正常方式  1120  1105  1000  970
! E$ |) S/ u% ]( N$ t双龙－凤仪  1090  1080  920  910
双龙－瓯海  1095  1075  945  910
: W  v. A! [4 ?) e兰亭－凤仪  1110  1105  980  970
凤仪－瓶窑  1110  —  990  —
1 y* b, m2 b6 @瓯海－天一  1115  —  990  —
注：表中“—”表示按正常方式处理。
; r8 C' ]' z! u0 t    术  19
3 r% ^1 W. z% d调机组，并考虑到可能获得的实时信息情况，首先
* _! K6 c9 P4 e# {& k" t" p/ U1 W确定了一种适用于华东电网多种运行方式的等值网
+ C# t! p  [0 U: p7 l6 }2 _络结构。基于同调等值法的基本原理
6 U9 ?2 Y2 X! V7 e: F9 ~. L9 A8 S[4,5]
$ A2 m% ]4 F; X' y, K) k，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
  x% K: g) G1 u' W3 E! x- Q. Z% v变化关系，在实际运行中根据采集到的信息对等值
  y( O: R. {: `- ]1 ^! D系统参数进行实时修正。计算结果表明，采用本文
4 Y; K! l" }; k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
1 f! c) i5 {% {7 S( W! D" z* E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。
+ T4 x: A; k6 g; J7 \" H
. O- P) T% J& Y" l" E2   
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
! ], H/ F$ D5 ^1 S4 Y& g4 V; E机组和确定要保留的节点和线路。本文遵循以下原
  P; K% s0 y2 @则确定华东电网等值网络的结构：

（
4 W- b, O( m5 L1
+ ~1 H0 M6 B* f: r2 Y% ^& U3 n）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
& y6 i: o$ @2 @  w1 N; @: k节点。
; |! L% J9 ~5 Y6 \( D
) O$ b- V; D# e1 t（
2
& W+ f9 ~! T( B）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。
) I+ X) a+ ]  m8 t) R
（
3
）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
7 P6 S) G  ^$ c3 l* `, F, }易获取，维护简便。
9 d6 s( O' b! t" z- t
& d9 s5 q1 p# j! G$ R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
2 ]3 C9 E" x" W* F8 }% y' i双龙－瓯海对于福建－华东联网系统的稳定水平影
1 r. y$ _; C- U# j  C响较大，而其余元件对联网系统的影响较小
[13]
，故
% m: u# x$ g/ X% z将华东电网等值系统的结构确定为：将上海、江苏、
$ N- R# j0 }5 k4 V: a) C( {安徽、阳城等地的机组等值为一台机（以下称为
1
6 s" r/ h! l/ l# T  J7 e号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
; \8 F, _$ O6 g) ]: O为
6 q" _( \5 E0 s( E; m3 E4 W- K2
) u. ~. f! g/ r% r+ e* v号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
500k V
; l$ \  U( q- y母
! m3 U' q7 V( [4 }线；保留双龙－凤仪的
500k V
" ~0 S" h5 d) E' E) E- r  z双回线路以及双龙－
. U7 X; J- H( P8 d0 I- T瓯海的
500k V
线路。等值网络的结构如图
1
所示。


) o& m! S6 c1 C* `5 F; t. i凤仪
双龙
8 n; {  F% V) Z! B$ U0 I瓯海
' V, r) i+ _* O+ I) ^  l( n福建电网
% v( K3 ?: k. t6 _1 号等值机
2 号等值机

6 k+ u6 F# \3 E, K; K图
6 y1 u1 r0 @. ^( \! x1
# x' P# X7 R" }% e5 o# t  华东电网等值系统结构图
Fig.1   Diagram of equivalent system for  
! {% F: t# g9 g8 O! M) BEast China power grid
3   
等值系统参数随运行方式变化的规律及
其实时调整
' a% B0 e$ ^7 W& x& [
4 c+ p. G+ z; C$ c4 H. x3.1   
9 T- E6 d: s" e# j3 }等值发电机出力
  S" f; V/ H0 e! P% G, U. k
. [; `+ v. W3 P/ z: k* L同调等值法采用恒等功率技术对同调组内的
3 X8 I5 D8 z  T3 A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
[4,5]
。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
- a, e. m2 ]& P; t' V4 A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
: e) s6 f" Y7 {; X1
  R( O; |* {0 F( Z, j' G/ R所示。
/ Q7 T1 z  `9 l+ ^8 O
* n1 y+ T, K' p1 m4 t5 i表
" Q9 u$ Z* Y3 s* S, v1   2
号等值机出力与浙江电网机组出力之和之间的关系
% J" A& z* w" ~/ ]' CTab.1   Relationship between output power of the 2
0 s" U8 r. N3 t. |& and
5 \  e1 q; ^# I% m$ ?  X: w
3 R( N7 _5 h2 ?7 s% H9 dequivalent generator and total output power of  
generators in Zhejiang power grid
& p9 u4 z6 m" z+ ]* D
5 {& N$ i4 x7 |# v浙江电网机组出力之和  2 号等值机出力
2 I% K. }) \6 }% M% u& P运行方式
2 W9 U" e8 T  i- SP/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
( [$ D  _) Z: `; Q# k$ E2 F. w夏季腰荷  12456.0  5267. 6  12356.0  5207.0
夏季高峰  15611.0  6490. 4  15511.0  6424.0
  n8 L* M( C7 C+ j冬季高峰  14626.0  6337.2  14526.0  6293.0
) W# }$ [1 [: O0 T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
2 s) i- w7 _. O( q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
1
号等值机的出力。

3.2   
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
. ]7 T) {6 Q2 O7 u& S& v0 _尼绕组的双轴模型，不考虑励磁和调速系统的作
# M. q1 P" K( w3 U2 T( E3 T/ _用。运用同调等值法对同调发电机进行聚合发现，
: W/ N6 N8 T6 X# n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。
- F' e) g, e0 \
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
+ K% M. H' i1 {# G6 S越不利
[13]
，而当华东向福建送电时福建省内发生故
# `6 ], R/ T' R& v  c8 W7 i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
* @, c) W; {0 z/ D4 n1
号和
2
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。
$ J' H) g) }$ x6 |$ H
3.3   
线路参数

本文采用电流变换法（
: R4 @( D2 i" n; u# A% H; D9 F0 XCurrent Sink Reduction
，
CSR
9 D) z* y# U/ D$ a1 u; e9 T4 J）进行负荷母线和网络的化简
8 N2 a, L* {6 j$ C9 m[4,5]
1 d9 X7 @# z) t, F- e6 j' t3 C。由其基本原
; {" q  G3 \) L1 r理可知，等值系统的线路参数是实际系统中多个变1
  引言
+ y$ A4 M  o' j! L
( y; G' o4 t, }/ f( U根据电网的特点和电网安全稳定运行的需要，福
% \" E9 [3 V9 O, G+ T建电力公司在现有安全稳定控制系统的基础上
; l. T9 x7 ?5 ?" L* n[1]
借鉴
国内外在线稳定控制系统的先进经验
[2]
，建立以“在
9 f+ L! F6 k) ^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
[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
: e! b9 _, R% l5 r! [网内部的全部运行信息，而且为了节省计算时间、
4 C( {  \& X& j: D7 n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。

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
8 O- J& H: ^4 x  R3
种
[4]
：①同调等值法，主要适用
9 U' a3 O7 _7 O& G# G; \/ n4 b: [( M于大扰动下的暂态稳定分析
! J* d1 I2 D' O+ S# X. r, }[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）
来估计和辨识外部系统及其等值参数的方法
[11,12]
/ I# h  y! i0 P  d; E" w, `& f; h5 P。
前两种方法需要外部系统的全部数据，第
3
种方法
则需要对实际系统施加扰动并利用系统辨识的方
# F- @  H4 U/ g) N2 ~8 D法来估计等值系统的模型参数。
4 x" w0 x) a) b4 `3
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
8 e: j) }# J/ T* e, F9 ]% b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。
% m5 g  g; x$ w
0 l4 h$ P8 e2 [  h/ S3 p本文在对福建－华东联网系统进行深入研究的
3 o: p. {8 \) h. _" @% M; l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
( u: W7 X% B9 y. B$ A: v致
4 V8 s6 J. u: @, m- i1 h9 W   
谢
4 [  a; K4 ?# ]2 _. {$ _
: Q" O" V% ?4 g3 L0 H2 x* N4 m6 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
, P0 c  V; M+ ]' I: s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。

, G  ]. |8 g  E8 y参考文献

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- |1 X  d; l. W0 w: P: V; G% v
) d( `- o- k5 T( E4 e5 `; N收稿日期：2004-12-02。
作者简介：
) s3 K/ D4 w: f6 y% I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
" b% c4 \# o! g/ a" ~! q- p" h* \' 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
的管理工作；
; P) A# u7 N8 x" Z" m/ K- f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。
* a, M; K! T! v0 f; `; g