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
- I( H6 N$ T  S; T5 p# C6 k$ k在校验方式下，福建电网送华东
1150MW
，福
双
1
& _$ h5 P7 p. x回线故障，
5
个工频周期后切除该故障线路，
8 Q" }  }# _" I1 N$ U8 Z13
个工频周期后切除水口
6 O" t1 U+ ~5 z+ }1 j2 J* T1
: ]+ q, m6 d1 C8 Q. [( G台机。福双第二回线的
4 q1 D. U6 P4 j/ E- j" C) x* S; f功率以及福州北
500k V
母线电压如图
, v  V& C/ K0 d1 R3
所示。


+ q) p1 U* p1 `& P' M0  50  100  150  200  250  
& q' {! ?; w, ?3 J( s$ h300
/ N. J- m. S$ j4 k8 D# E; D−5
00
, j; {. Z$ ~) U1 C$ h1 r3 T0
500
. O( d; I+ X7 W; s" O$ s1000
1500
2000
4 J7 i% z" W8 A1 b3 y3 i/ k联络线功率/MW  
2 C* z! v' \% B! N$ ?7 \# |; X5 F- {t/
. L! |$ z5 N; N$ h# B2 p) B( ~工频周期
) X% U% C: v$ R5 V$ B5 L8 t0 z
实际系统
" `* M3 L, l4 [# w% B% z
# W. D! \/ M6 `, x" X/ O等值系统
1 j$ D0 N: i% O! L
- b2 z0 O! Q' _0  50  100  150  
; E1 E' e7 |' s; k3 Q200  
0 A( f  b0 C2 d" D6 c5 S( q250  
: s! k1 L+ t/ b) p1 u3 _5 J5 n300
  E; `5 U: s( R6 s$ C0 K+ C3 W& X0.0
: C6 h; \2 E5 A" W0.2
& D4 K0 c8 p1 m, i) K, t; o. J0.4
0.6
0.8
1.0
电压/pu
t/
+ a5 Q% q* O: D/ ~6 C工频周期
9 V/ h5 l: z& M( V& T3 _1 ^

3 S: C) w7 D; r$ U) L等值系统

+ @3 n: z! P/ u; P实际系统
(a)  联络线功率
(b)  福
+ _, H* ^' t! v; o2 G6 h0 V州北 500k V
3 o' k; g+ c4 c5 {# l) ]" L6 |( k母线电压
9 C  h/ P& b" z9 I3 a# M
0 D# |1 N- u' r! p; M  X
/ W, k. r2 E$ N" f图
( x' |  F7 P" @3   
, h0 R7 F' S* a  {+ F2 g% w
校验方式下故障后的联络线功率
6 H2 Y5 v) ?- B8 \2 I9 x
. F& \. [2 B* E$ i$ p及福州北
$ n# i: T* Z0 v. t1 ~500k V
' ?; ^' a# @; Z; u. c母线电压
& {. H6 k* k4 ?2 B1 N
$ `4 L  V5 \8 G  [# U) I5 RFig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
5 E; m: n; x7 ]# m; C0 [9 Cvoltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  
2 O1 s& n) H! N% c
5 g+ x6 t7 X1 W* U9 W6 z$ d9 O由以上图表可见，将几种典型运行方式下的等
  i/ \' {# Y3 s+ G6 u" n1 _9 O% G值系统参数和实际系统变量之间的变化规律应用
- |0 \. ^  M( Q" r' ^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。
/ H/ m7 R9 H" _1 }& S& |
5   
实时等值的效益分析
+ G6 T1 d3 N7 s" o% }+ S3 s
" s( i  L8 x: m* e% n, z在福建电网的日常计算中，通常采用华东电网
: p8 Y' t1 y) Y$ {' Q9 x的一种典型运行方式进行分析，在线稳定控制系统
* }- _' ~- t. H3 A; L& G0 e( j, N处理华东电网的通常做法是采用一种典型运行方
& O' k+ d: V0 j5 o5 _4 R  k* i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
+ K* V) t6 {6 c% J: x: S4 O; j: @( ]对福双线的稳定极限进行了研究，结果如表
4
所示。
, J9 I7 y8 g/ V' `9 l
表
( T! q4 ?% s% C" Q6 ^. _4   

7 b- K4 u, }% G- ?! v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  
6 V' @* a4 r% j' m3 Q* B5 hfor East China power grid
. ^2 M. V1 v8 @  C0 g福建电网 福双线稳定极限/MW
运行方式
华东电网
# |+ ~$ @* Z, ]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
夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
- q- i8 G( n+ u夏季高峰  1300  1340
9 J  S) p( i- W. W( B' V由表
* u# a( x( `7 }. h4
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
2 h" g) V- U3 |- O3 p) U. X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
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，
6 {) o- G6 N2 k8 E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。
$ m9 N! ]4 D, ], U" U! D( I
/ I6 [2 ?: I$ X; t$ f( m4 [6   
& {- i$ x4 z$ c% r使等值系统略偏保守的措施
! f3 R, G% m1 i5 ^: w, J7 [
! G: J$ v8 p0 J2 \0 v* K考虑到实际系统的运行方式千变万化，在某些
" G1 ~+ N$ z) }& x) s% t1 V  ?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
实际系统略偏保守以应对各种可能的不利情况。
# i4 W' E. q3 e2 S# Q, I1 [
本文通过研究等值系统参数对稳定极限的影
8 g; X' U! X# I: V3 B响发现，欲使计算结果偏于保守可以采取如下措
4 U* s: N" G! j! T( K. k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
, A. e$ }/ u. g* M, b减小节点处的电导参数。例如，对于冬季高峰方式
9 ~# S$ B( P" k$ a; ?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
3 w6 i8 B+ j9 f# C的变化趋势如表
5
3 v. \# D1 g; [5 J9 g% f所示。限于篇幅，其它因素对系
5 N8 N+ Y& {% c: w$ P& n5 c, Z) O& \统稳定水平的影响不再详细列出。
: x* ?& P1 t2 P4 ^  \5 G
0 }) O- }4 ]2 r) v表
. _3 w8 \' I) Z6 N5
  
等值机转动惯量对联络线稳定极限的影响

+ }6 x; t3 f% ?7 t' dTab. 5   Influence of moments of inertia of equivalent
: t8 `- _' O( M# @# S2 |4 Agenerators on tie-lines’ stability limits
; z1 f3 Q: p0 G$ Q& W
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 I2 h3 D, _& ]2 j6 ?5 H0.9  1150  1245
2 h8 O4 i, P3 Y9 B. L6 D9 j1.0  1130  1210
, v/ O( M' B! T3 F5 _6 d8 L1.1  1115  1185
1.2  1100  1160
3 R. B$ o' W( u0 ?' z2 ^* L& L* I1.3  1090  1140
0 g4 e& u! Z4 k% ^: J( o- D3 P; e% z2 a1.5  1070  1110
* D1 L2 z1 b" N5 f/ B, P: y2.0  1035  1055
∞  910  830
7   
+ M* h4 C3 v+ B结论

本文提出了福建电网在线稳定控制系统对华
1 h8 k# ]% X4 \2 ]  j东电网的实时动态等值方法。计算结果表明，采用
0 k; B, E( N3 {* f3 \8 v$ a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
* x+ Y0 \* s$ x2 J" v( j, R定不变的参数相比，可以更准确地反映电网运行方
# ]0 P- B- H$ A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。
. q3 R/ }! e0 ?6 m' R5 P
# r/ F5 U( L+ @* q) s8 Z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
变化很小，其中，
2
号等值机和双龙间线路的参数
如表
5 n# t) S  q/ H; _, I! T2  
所示。
7 _3 |2 D' n# T  ?: X6 D, N( Q
表
2
8 G& \% w# F) n' m  不同运行方式下 2
号等值机和双龙间等值线路的参数
8 s# Y4 x3 w( I# }: q0 c6 {Tab.2   Parameters of the equivalent transmission line from
the 2
1 e8 O9 ]! Z! x+ Bnd
equivalent generator to Shuanglong substation  
; c3 i1 T( Y6 `1 x. ^! `under different operation modes
; k% x& U% a  H4 C; g; Q. z运行方式  电阻 R/pu  
4 D" X% _% H! t: w( z/ A电抗 X/pu
3 B# N5 t8 W! J: d' _0 h9 L冬季低谷  −
0.00049  0.02853
  D! D4 ], |0 I5 w+ E1 l' X夏季低谷  −
. M! ]7 V. Z* q. g% \0.00119  0.02970
夏季腰荷   0.00032  0.02870
4 z( i& J/ K2 _$ X6 j7 b% H, X" q夏季高峰   0.00062  0.02838
冬季高峰  −
; S7 M) ^% `, N" R0.00201  0.02951
7 U! r) s, A5 N3 q/ f+ p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
参数作为等值系统的线路参数。

3.4   
! \* u/ W) F+ |4 {0 `! g. V节点负荷和并联导纳

由化简负荷母线的
- x; G. a: {3 cCSR
方法的原理可知
[4,5]
，
等值系统中各节点的负荷和并联导纳是实际系统
: }" q4 E" o* G2 b中各节点负荷和导纳以及节点电压的复杂函数。
/ ~5 ]; v1 n  {
以
/ K) A9 {0 B6 B8 B1
) ^. G5 U' ?: i  m* o( M; I/ u号等值机为例，其节点负荷和并联导纳与
9 ^' A+ D7 v- F原始系统总的有功和无功负荷的关系如图
3 L9 {8 g- {* d9 j/ \/ |- Y2
) p8 X: y, d0 P) J5 M3 H所示。
  @3 w7 L& H  ~/ C+ T7 T其中，
( g2 t) t- `  O2 X& ?5 GP
) \# J. J! y% M( {- y8 t和
Q
表示节点处具有恒功率性质的有功和
5 ]2 N% M! p/ L" U- W9 \* i无功负荷；
$ m. }: k8 i  q9 \# _G
6 x: d; U" r$ ~( q和
" P+ ?% B, v" b* }B
表示节点的并联导纳支路在基准
2 [3 b! S- D9 [5 o电压下吸收的有功功率和发出的无功功率
5 ~4 j1 g/ P, ^4 q4 V8 W[14]
8 w1 e6 x' _4 |6 H8 e；
P
LOAD
和
Q
4 v" z. X6 A2 X: |2 U3 lLOAD
表示系统中总的有功和无功负荷。


  S/ z6 Y6 y9 j" S  s1 O1 h" ^44000  48000  52000  5
0 g% M, Z; Y2 s6000
& x+ a% j, B2 a- e4000
6000
7 V/ d# n1 j9 ]6 _5 T1 c: u9 g8000
! P0 K) i. `& E( P# Y2 t8 c10000
0 ^3 t. ?9 u% y+ H12000
3 x$ |  P4 R; H  ~, M1 F14000
/ f$ ~: o  @: [" ~# Z" K4 O16000
18000
' I, B8 u+ T2 l& V4 p20000
MW/Mvar
8 Y! s1 K* b- b0 RP
14500  15500  16500  17500  Q
( u4 R: A/ H  T# bLOAD
/Mvar
/ a' h$ i; I5 x! U4000
6000
8000
10000
12000
14000
, n* `" L4 X4 |4 t16000
18000
20000
P
Q
G
3 e  x, s3 J& DB
Q
& T3 t8 d( j% nG
B
1 t$ a+ }$ m# X- e" fMW/Mvar
P
; c0 c7 S* O, I2 rLOAD
/MW
; ~& a; @6 F3 h) ~; z
图
9 l5 d, _! C, c2  
7 B3 N; L) n  j/ l- Y/ `$ n1 w9 ?  
6 J! n- H: M4 _6 e* W  t1
号等值机的负荷、并联导纳吸收和
( |; W/ P# @1 f/ q" ?8 F发出的功率与系统总负荷之间的关系
' O" v/ v7 Q9 U' k5 S$ kFig.2   Relationship among the load of the 1
st
equivalent
( U* `9 z1 E1 b7 n/ b. d: Cgenerator and absorbed active power and output  
reactive power by shunt admittance and  
0 x  a' `" O, n/ }: |; S3 y& Jtotal load of East China power grid
0 c, ]7 M# ^$ S$ X
8 H. w# w% s6 U! F" O+ a由图
5 c5 W. X; c. j* Y, L/ B9 W2
# Q% A2 h1 K( s2 ?/ c5 P& h可见，节点负荷、并联导纳吸收的有功
+ K) f' m5 u, e' ~- S+ i; z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
' _: k  o  r4 X5 N0 E" O、
Q
( B6 ~- o5 T( f2 D, c9 Y) p  t% k、
  s0 d4 p/ {0 c# \  Z* {  aG
、
B
% m2 `7 V6 L- i) P" X和
, [, ~6 X, d0 @1 l6 }( q8 nP
, R) ?% A) D, O$ s+ N* K# A8 VLOAD
: m& A- F# V6 ^6 I2 V、
Q
% L9 K0 I/ Y" ~9 x: }" H/ a' YLOAD
之间存在下述线性关系：

& D$ g3 u. ]6 P2 l; S, x: pP=C
0p
# D# O" a! y* x5 g. W5 j" ^5 Y+C
  f# b4 e  e9 K* @% ?1p
×P
LOAD
+C
0 k+ c5 V  q' k- [2p
' U- `7 I; q, E) C' u×Q
LOAD
+ H3 D, n: r$ Y" [" S4 T7 Q( i7 R
. {7 e+ J* B1 ]Q=C
2 b4 c; d1 |7 S; `; {  O0q
/ M) e6 Y. K2 Q$ J% B! C5 t+C
1q
1 z# v" E3 i9 Y: @9 z- o×P
LOAD
+C
8 T+ K7 ~' P) Y+ b9 _& I& j8 a- w2q
×Q
LOAD

G=C
0g
+C
) U( B; h& F: J; P1g
5 ]9 s& o% v& u- J, C×P
( Q: b1 n. }) S; FLOAD
+C
1 V  V3 E( n" W/ d6 E2g
×Q
LOAD

B=C
4 i+ h$ g/ ?2 X7 |( x0b
3 |  s- n# \4 {4 o; F, `! H+C
1 I! r5 S! g7 I# g2 {+ Z  V1b
* S0 t! U/ o# @×P
# Z' i& _/ s# LLOAD
+C
: z, v" ?. O& b6 u2b
5 k. K% A) S6 a, f. s% x& P×Q
LOAD

其中，
& x1 g( b+ J+ ]- J+ ^5 MC
0p
2 ~8 F& P3 l' n! ?2 L+ h& h、
C
7 f: \3 H# I; E5 _6 ?1p
: P5 {( \4 [% a# O, ?、
C
# U" K: ]9 U* h% _" Y2 c9 P7 x2p
. e. K2 {" t- J/ n0 q、
# O1 f% d5 c0 O3 `& {' JC
0q
& n9 U) }3 N7 _、
C
1q
、
# F/ g7 l% N! u0 I0 BC
9 s9 D3 Z+ j9 `. b2q
、
C
4 U, J% O0 `8 y9 F6 f; \0g
、
9 `4 b, Z* A) U/ R2 o3 fC
1g
. }) u6 O5 x; I% `" C7 S、
C
2g
、
C
+ M( l8 z) |5 s) P& h0 R3 m0b
、
- {3 W+ F; m6 q- y& f  K6 `C
3 f/ q1 X8 x3 Z' t! d1b
、
C
9 Z# @* |- }/ w: ^6 ?+ w! {! [2b
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
7 @- C7 q) Q' _* d- Q* l8 @统总负荷之间的关系。
; Q- Q7 Z  {* O
- u. E; G( c5 h+ v8 a6 L1 Z根据典型运行方式下的负荷数据和等值系统
6 n( X- o& L0 M4 a参数，可以运用最小二乘法通过拟合各节点分别得
7 u% C/ Y. `( ]' U; X/ H到上述比例系数，实际运行中根据采集到的系统总
8 l& e6 N: V. `有功和无功负荷便可实时估计出各节点负荷以及
/ s+ Q9 a1 L+ W5 X1 U0 [导纳吸收的有功和发出的无功。

& ~% s# @4 e: n8 t7 t/ W' Y* M3.5   
# h1 X! Z% [9 G等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算

当等值系统采用如图
9 F9 n9 K- z. n) G+ T1
所示的网络结构，并按
- C: I4 u- ^# O1 o8 Y# b" `4 n3.1~3.4
节中的方法实时确定其参数时，需要采集的
3 l/ T" c' h- U1 N实时信息包括：双龙、凤仪和瓯海
3 Z3 L+ J( A  L' C, E$ }1 S2 |, `( c500k 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
龙－瓯海的状态；浙江省内发电机组的有功和无功出
" R3 _" l" ^+ Z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
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，
9 y6 K: ^/ {$ O* D2 S% U" `1
号等值机
作为
Vθ
. ?& z5 @% W4 n! w节点（指定电压为
1
∠
% b# }7 T' t9 x0
°
% f% r+ l& |7 c( |- ~3 spu
3 G+ ^0 P1 s/ D7 l& J），
# w+ m7 A8 n7 e4 D  H! T  [2
7 x4 a" u4 r; G; b: H6 P号等值机作为
PQ
) l" D0 P1 T8 @# i/ }: B- D# y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。

: J/ Z- f2 K. H1 Q3 F% ^( ], `4   
结果检验与分析
( M! [; m8 H" f" G+ H7 |( A
. M+ N+ M* ], t1 v3 f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
7 y5 {9 G& k; ]9 p) y/ g- }) f值系统参数，并与实际系统进行了比较。为了节省
. D# C  t" ?9 B. i+ C) A: e篇幅，表
& B7 n9 g! _. r2 w/ V3
* x- X4 b1 I; x2 ?& d; m" p% V  q# T仅列出了校验方式下的比较结果。
8 w. `3 q5 c" F
表
2 S* [! _3 Y) I, M) v( k3
  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
; u: [. x) u% e7 {" e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
: p; ?6 r/ y& I, A5 b3 D- N联络线的稳定极限/MW
+ L* X" K) i% k& A( _8 I$ V线路运行/
1 c; j: C) [4 a' R& k9 [检修方式
% f# ?8 K: _" Z5 Y! I+ O! K: B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
双龙－瓯海  1095  1075  945  910
  S8 Y% C! X' [9 ?" Q; J& P兰亭－凤仪  1110  1105  980  970
2 W* [$ k4 M& f凤仪－瓶窑  1110  —  990  —
9 S! ~( U: E  f7 _+ Y0 l瓯海－天一  1115  —  990  —
注：表中“—”表示按正常方式处理。
    术  19
4 z* D; {5 }1 G3 _. y) `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
[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
! s* k" J% D5 M9 g- C+ |6 C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
5 Z- Y( a- C0 A' y/ b) g) m7 f系统参数进行实时修正。计算结果表明，采用本文
) P6 h; ?. R! y6 ~, J. B! {: r方法得到的等值系统能够比较准确地模拟实际系
% n. P( p* K  f* s- H统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固定
& S4 Q9 m% X, A. a不变的参数相比，可以更准确地反映电网运行方式
: s# J( n: [( s5 c2 s2 Y4 {+ @的变化，从而更有效地利用联络线的输电能力。

) z+ }& V) ~3 x4 Y. e. {1 M6 s2   
等值系统网络结构的确定
* S$ S8 o# P* l7 e+ M0 r
# g6 T$ U9 t( U3 r; m! V% G; D等值网络结构的确定包括两部分，即划分同调
- Y: c) q( d6 R) ~+ ~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：

（
6 B2 V3 }% N- M1
: }$ ]1 y6 C) \$ o# I  O" J）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
节点。
" a4 t" q+ O  Y% l2 t9 {' g
（
0 o5 I4 O6 \& E$ H9 f" j) p0 E2
）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。
2 w$ z; O& o- e" C' W) m$ c
（
3
. B  i; B, x% x' C2 Y: u- c）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
; }# a, r/ e7 B5 M* j易获取，维护简便。
% V8 m+ `. |+ W' R4 v9 V8 `. p
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
. [  M  E( T3 B响较大，而其余元件对联网系统的影响较小
[13]
  Q* x. Z) a* T; J9 E4 c，故
$ a& d- z- F: S$ Y6 D2 d) U0 r/ z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
% e6 ?2 N. `! P1 I, H+ O/ i1
号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
2 v; S. B+ ]/ [& G% j( `为
2
/ ]# D' v0 e' k* z, \号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
/ ^7 _$ `9 T1 V& {# x9 `9 R/ N500k V
母
线；保留双龙－凤仪的
500k V
双回线路以及双龙－
! w# N* a8 r  J: k3 I8 l/ G) x瓯海的
6 J! X5 k) C- g4 u; I% h8 [0 h/ e4 _# Z500k V
- x/ ?9 q( @' m( q+ c线路。等值网络的结构如图
' _, Y" ^+ c7 q1 G1
$ p, @% ^% M7 u/ _7 D- d所示。
& V$ V4 }6 J# x

凤仪
/ G$ ^0 x% Z. v5 n4 U! {' _9 A" v8 n双龙
瓯海
福建电网
) r5 W$ U. ?8 G2 {1 号等值机
2 号等值机

图
) P; R" j% F4 d; k1 ]/ m1
8 A% c+ Q8 h4 U0 b' E  华东电网等值系统结构图
, l% y+ L) v4 ?1 XFig.1   Diagram of equivalent system for  
East China power grid
0 \4 m) N/ G- p2 D7 L- o( e3   
5 r* }' w1 X0 m等值系统参数随运行方式变化的规律及
+ X) D9 f: O1 }4 S. q* S5 m. @其实时调整
) e% ?# m4 A0 \9 ^0 |8 u$ s) t  S
; A; C1 B1 N; _# h3.1   
等值发电机出力
0 X' G8 t' y4 m9 P7 d8 k+ k% V
$ J1 n7 K; N( f- L6 d& b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
5 r3 D  u$ i" S$ c8 g线的注入功率不变，同调机群发出的功率也恒定不
9 k  G' v0 @5 ~9 c: V- E: R" W( M. G" r变
: U% i: v* s  f% A1 j" _3 G[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
5 c6 s7 [! [3 u( x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
3 w; S$ O3 Q' P! {7 M& B0 N6 E4 j机组出力之和之间的关系如表
1
, X# s: \" g/ B$ Z- G所示。
5 {6 o% o( @( a; i' e$ C
" v1 `8 D. }4 a1 K表
1   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
% D7 i7 l# e5 E; p/ Hnd

: i) K1 p7 m! v* [5 S# Lequivalent generator and total output power of  
5 v. G2 o* i5 s4 v( z+ {# ~3 m" z  cgenerators in Zhejiang power grid

浙江电网机组出力之和  2 号等值机出力
  y5 Y8 U1 n; x2 p1 R1 F运行方式
' C( _& f7 ]" p/ J& |$ b: uP/MW  Q/Mvar  P/MW  Q/Mvar
2 V  l1 v% Z1 C; p' z1 j& @冬季低谷  9966.0  4082.0  9866.0  4022.0
; U7 d( a4 }1 P- n) P3 R& Z夏季低谷  10016.0  5902.5  9916.0  5842.0
: J" i. T- x  W6 F: H: I* T夏季腰荷  12456.0  5267. 6  12356.0  5207.0
夏季高峰  15611.0  6490. 4  15511.0  6424.0
1 m$ M& Z$ w; b( o, a6 i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
( W9 S! P% D6 ?" k( J# [- b  W省内各台机组出力之和作为
7 A9 n0 Z% q* ?. [3 b+ C2
2 ]6 R4 q" C& ^+ A6 V号等值机的出力，取
, d- Y  x' ?" ^1 b! {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
  L' t; K- Q; s6 v* A尼绕组的双轴模型，不考虑励磁和调速系统的作
1 ]5 i/ J& Y$ _- ^) y6 ?/ r用。运用同调等值法对同调发电机进行聚合发现，
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
1 a+ X& y: C  ?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
1 U9 H* J2 l$ R& i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
. x+ T5 W! s) B6 ]( e$ y" R越不利
. \8 P( ]2 y. M9 _9 ?9 P2 r[13]
- B4 m. p7 v: Q* w; ], _' n，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
5 O( }2 ?$ l% v" Y! l8 y9 B最严重的情况考虑
& Y: l% s: K; a$ b1
号和
2
. H4 A+ K* i( i号等值机的动态参数，
1 W" c, [6 W) W) F即取机组全部运行情况下的等值机参数。
' ?) a+ k. g  T0 [
9 [5 p& x7 J' |3 y8 B3.3   
线路参数
0 [$ D3 O' N6 s8 W
本文采用电流变换法（
% i. K+ c' Q) \! XCurrent Sink Reduction
，
CSR
）进行负荷母线和网络的化简
; K- z) u+ H3 g% A, h3 k[4,5]
。由其基本原
) @  d9 V. g3 w/ S理可知，等值系统的线路参数是实际系统中多个变1
* O  j6 c) J8 I9 N/ [$ R2 H  引言

7 q6 `9 a2 c+ |+ ?4 ^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
[1]
2 N( D' {$ {, Y' w0 J: E4 A借鉴
国内外在线稳定控制系统的先进经验
  _7 e: h' R6 I  K6 c[2]
& [1 y  U- k) L) C0 y% n  u! N7 H5 J  v，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
+ k# g2 w  I. x8 [* \! j/ j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
. C; y1 V3 Z: N; C0 n网内部的全部运行信息，而且为了节省计算时间、
( [( L- O4 z7 i, ]& Q) p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
7 r, M1 I( K1 S" l法主要分为以下
3
1 e# _; B1 p# I! s种
[4]
. i' l# \, m; m0 @：①同调等值法，主要适用
8 E" X5 Q. V4 A于大扰动下的暂态稳定分析
[5-8]
；②基于线性化系统
# \, `5 W: ?1 |/ b2 W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
1 v4 C6 k" s4 `[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
' y; E+ @- f$ x) F. i* S* ?[11,12]
。
前两种方法需要外部系统的全部数据，第
, u/ M/ D9 k: L& I3
种方法
则需要对实际系统施加扰动并利用系统辨识的方
& j" `& t8 e8 m4 u5 ]) {5 r' f! S法来估计等值系统的模型参数。
7 o2 D* f5 D! H' Y: F3 u3
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
# C2 o; L+ c# q7 z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
  v! W6 w# o* M# R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
' |  B, P* a/ Y+ G; o! U致
   
/ @- o) i- W- W, d  x- t谢

* o8 P0 _3 J8 U* ^8 X8 G, I* K3 Q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
: l+ P2 e. o: ?) o. j7 J: k科学研究院刘肇旭工程师对于本项研究提出了许
+ y/ G) K% F- X# [/ d. }多有指导性的具体意见，在此致以诚挚的谢意。
' r- Z% j# O% x( }9 H
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收稿日期：2004-12-02。
) H7 z* k6 y/ l0 t3 T! X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
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
的管理工作；
. ?. @. E$ s  R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；
: b& u: Y7 F/ G: k- f/ D! v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。