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

   
! |0 E1 r" [  S" V6 n0 X术
6 k  Z( b% k+ ?/ f  21
! L$ D% i0 p' }4 t2 g; F在校验方式下，福建电网送华东
0 c9 w; ^! v* m: e' G0 b1150MW
，福
双
( y9 T0 B1 k+ M0 ]1
回线故障，
8 m2 v/ m3 z! B5 Z5
# F" O# X' q+ `/ p. F个工频周期后切除该故障线路，
8 g6 g8 w1 U+ M+ C2 B% n* K13
个工频周期后切除水口
" Y4 i3 B+ F, D" m! J3 @1
台机。福双第二回线的
功率以及福州北
, t5 n5 l& @; a/ D* h500k V
母线电压如图
. U4 Q3 ^" @( V5 Z# S3
' a$ r. \# n+ r  X: l7 p! v$ U- b% c所示。
7 r) [! B* G8 @. \

0  50  100  150  200  250  
300
+ f7 s. p9 G! t; ~2 x−5
, ^' q2 J8 W- ?& M; l00
0
- J$ l* M, D* F+ ^500
1000
+ K$ m% p+ ^, b' }' B! n" N/ r1500
2 Z& C, ~: R) n$ L2000
6 ~1 U& v) O& A联络线功率/MW  
# h  @) p- N0 C- J# r4 {/ at/
1 C, W9 {- X9 r工频周期
& ]% [  R; b0 M' a, i$ W! ~1 F
实际系统

等值系统
8 ?4 w% E; T' q; N4 |" @2 e7 o
3 g: r: s) `, ~( F( x/ j" ?/ `0  50  100  150  
200  
) K6 U& g% G% B2 d: L% q5 D250  
300
( S- e1 U6 K0 T2 ^* c4 V7 M" P0.0
0.2
5 v) Y! N2 z+ ?0.4
0.6
0.8
) I8 n9 w( B5 d. @, Y1.0
电压/pu
t/
工频周期


等值系统

实际系统
(a)  联络线功率
(b)  福
4 N/ u& g3 w# Z/ G; a, n州北 500k V
母线电压


7 `( d, W& R/ V# V+ d图
3   
4 [8 N' i/ b2 w4 A
* H7 J8 q8 k& T0 g, h3 m校验方式下故障后的联络线功率

及福州北
500k V
母线电压
2 R+ }+ P3 Z3 I7 J9 y
Fig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
voltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  

由以上图表可见，将几种典型运行方式下的等
, |7 m0 m3 I+ j: O& B值系统参数和实际系统变量之间的变化规律应用
4 K: O$ e4 f3 J: F$ V  b于其它校验方式后，同样可以得到令人满意的效
- ]; y# s/ U8 @果，这说明了所提方法的有效性。

/ ]0 A2 ~* `9 L* T" ]7 V5   
1 d# B. v6 K% R4 @( c* X/ {% x! X实时等值的效益分析
1 W2 g7 ~" u; k' H0 Q/ [
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
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
2 U8 ^5 ~# N1 J( }$ E6 D$ n  `所示。

* a, c1 R& A: a& b表
% j( L; \, t( a* B; M4   
) H' r1 V: D0 `; A1 U$ \# z
, t9 D9 u" W+ W+ a4 I$ q- y0 R- u3 [华东电网运行方式变化时福双线的稳定极限
6 W6 r  ~" z- O4 h* R5 K8 X
Tab.4   Stability limits of Fujian-Shuanglong transmission
line under different operation modes  
; x: f% g/ j! J- G: }for East China power grid
福建电网 福双线稳定极限/MW
- @" m: X$ v& ^5 M0 O运行方式
+ ^* y, |* V" T+ V+ f5 ?' @2 m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
) l$ c$ x2 d. t3 ?. R夏季低谷  1245  1260
/ S  F! O4 ?# [2 }1 Z% K* [夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
夏季高峰  1300  1340
, \+ `* w  v6 N2 n3 u由表
4
可见，福建电网采用相同运行方式下的
+ L8 Z! z; M9 @& _, r系统数据，而华东电网分别采用夏季低谷、腰荷和
1 R) q+ O2 |; J+ o9 n) `高峰运行方式下的等值数据时，福双线的稳定极限
会有
% m! Q! ^  z( D  n+ x50~80MW
的波动；如果在线稳定控制系统对
2 `9 {1 D' c% O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 Q; u' Z& ~) o0 r. c  z7 G& W限制了福双线的输电能力。而采用本文的实时等值
% i% N& l  W% ]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
) v) i1 s5 g5 c9 s
+ J1 O3 |" O" g5 R0 i5 ^$ O4 C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
' E. b4 L  b8 Q" K& W% `1 H证系统的安全稳定运行，等值系统的计算结果应比
# H; E4 f. q; S4 I, r+ C实际系统略偏保守以应对各种可能的不利情况。

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
+ C0 j0 }/ _* }5 `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
7 }* y; v1 p' f: F0 Q0 ~" u的变化趋势如表
3 m. b3 |% [( E' D& B5
$ L, I% R- `! a3 a9 S' v& j* J, @所示。限于篇幅，其它因素对系
# Z6 u4 f- d# {2 K1 S7 o统稳定水平的影响不再详细列出。
9 \! y4 W5 G5 h6 g7 Z* n' ]
7 u$ U' F2 o% A/ ~表
) Y7 V  |/ [5 K* Y5
  
等值机转动惯量对联络线稳定极限的影响

4 D" B. E" S- YTab. 5   Influence of moments of inertia of equivalent
4 N( E% U% }7 r5 }8 b: \* ggenerators on tie-lines’ stability limits

转动惯量相对于原始联络线稳定极限/MW
( \- S, W* x! \3 _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 m  O# |1 h# o4 d0.9  1150  1245
: _7 }, n/ `& W8 a2 A4 f: n* V6 ~- B1.0  1130  1210
1.1  1115  1185
/ x1 N3 e% f& z" b1.2  1100  1160
9 `' l# B# }' B3 ]: f5 l+ h1.3  1090  1140
1.5  1070  1110
2.0  1035  1055
∞  910  830
7   
7 j% l+ O  L$ Z' R! o; q* t结论

本文提出了福建电网在线稳定控制系统对华
3 Q: s& q4 Z, x% C8 E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
6 q# U: A0 z* q; Y& F系统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固
* F/ q1 S7 D3 Y2 @! w/ G3 |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。

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
- U; c: a+ y1 e变化很小，其中，
9 g$ T3 e5 U# {2 a4 P4 G* L" b2
8 d8 z9 D* b; U/ B! J+ N号等值机和双龙间线路的参数
) f5 e6 D! _( x! T4 ^$ f如表
2  
所示。

0 H6 k! a+ \3 {% e, l1 C表
% @) N! G/ K9 M; ]* m) |1 \2
) T" x. {# _1 ]+ d9 Y  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
+ w# K4 B0 v% N7 z4 g" N6 Tthe 2
' c3 C' K- l( j: ^0 A  \* }nd
equivalent generator to Shuanglong substation  
under different operation modes
/ B" Y. \1 C2 Z3 f) W- T  B运行方式  电阻 R/pu  
电抗 X/pu
. X) s; ^1 ]) j' O2 u冬季低谷  −
0.00049  0.02853
夏季低谷  −
0.00119  0.02970
9 @+ e3 \7 @0 z夏季腰荷   0.00032  0.02870
8 S* x* N7 ^  \夏季高峰   0.00062  0.02838
冬季高峰  −
" q* d' Q$ h5 T! _) U- b0.00201  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
参数作为等值系统的线路参数。

3.4   
. f( Y& A+ T' p9 n4 @4 e) R4 F节点负荷和并联导纳

# Y& v$ j, Z( ]; ?+ a' Q* o由化简负荷母线的
CSR
方法的原理可知
( n5 _7 g' K6 \[4,5]
7 B$ I( k4 J! s5 I2 p，
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。

以
1
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
2
所示。
其中，
0 P) J4 D" a) S# h% s" j9 @$ b! ]P
; V1 C! C, a( ?  H" M和
6 z" P; M  o9 e' \6 mQ
表示节点处具有恒功率性质的有功和
无功负荷；
G
0 ]% @% ~" S4 @9 G- f和
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
/ A5 b, c0 A5 p& ^1 x$ S[14]
* M9 N) t" o$ U) Y；
P
LOAD
和
3 c9 t2 `, F1 {& bQ
9 R3 b8 s8 g6 c0 ALOAD
# k$ \$ ~# O4 e( \0 S- j6 _6 V表示系统中总的有功和无功负荷。
! `+ {1 [6 k$ c1 h

3 v7 R- G+ Y4 x; S' A- F44000  48000  52000  5
; T/ A: v5 Z( |$ f; g/ M, Y6000
; C8 m& o* b6 x2 g4000
6000
9 L5 }/ J$ W5 k/ E8000
10000
9 X& \1 b- {# l* V! q12000
: W, R- c. j! Z7 m- ?$ F( H14000
' E: J9 N0 f* l# P. Q4 s16000
18000
20000
2 [' Y6 m) U0 u1 V) p$ oMW/Mvar
P
7 r6 f+ h6 L4 _( r. \' M14500  15500  16500  17500  Q
" ^- f: f$ t0 m& k$ i% ILOAD
; b) v( n# L9 I& X% g/Mvar
" v) ]9 @. c/ O% H% R% p4000
6000
8000
2 w& ]7 v$ _  n* U- p% C9 N+ x% z10000
12000
3 V! C! v& s" C) J! \7 F& ]% m: i* `$ v14000
16000
7 X8 o& Z+ H' |# I4 ^18000
20000
P
4 h0 `0 K; s/ X* C% L1 X5 s1 FQ
- m. z8 M1 O, jG
B
; I4 |* {4 j3 }! H7 SQ
: v4 A  I9 \- bG
: a. K9 D% x/ B4 v; e* QB
3 O# [% i- y' T5 EMW/Mvar
P
LOAD
* w% U9 p0 |1 X, k. b/MW

图
2  
0 N$ |4 m; T1 a  
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
Fig.2   Relationship among the load of the 1
" j! Z1 ?& |' o& Rst
! r7 S% q, a( R$ e$ b& Q( ? equivalent
; p/ Z* s! s% b( g. Egenerator and absorbed active power and output  
1 {0 W; k* t" [- \4 Y1 b  d: jreactive power by shunt admittance and  
; _) z2 I. B3 A6 u. ttotal load of East China power grid
/ z! r" e% P4 I! f: F
  c7 |1 Y) X# j+ u: a' k由图
2
+ b4 }( Y5 \- f; I- |* a可见，节点负荷、并联导纳吸收的有功
6 l$ ^8 B6 O9 r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
% C+ K4 M* X1 s& D8 f; h( }P
" W/ p1 ?0 ^+ o1 v  h4 B7 P、
5 I) ~5 @6 |! K: ?Q
) z# g) f$ I. ^% J+ Q  m、
G
、
B
和
3 a, d" \0 F8 [  X. NP
LOAD
、
1 G$ F4 L9 p' f0 v' E+ c) eQ
LOAD
6 b  V# |6 r- J之间存在下述线性关系：

P=C
0 W: I3 Z6 W6 X5 _3 k6 c2 w" q0p
+C
1 n; r1 g; Z+ T" \1p
×P
) C0 S& T/ }$ {( u3 Y( [' a# QLOAD
+C
) H" b' e+ q/ T8 a2p
×Q
  j8 V8 d- U# f% `3 O  m/ RLOAD

Q=C
0q
; k2 k# H2 q5 d5 V6 Y1 {9 L+C
' R1 {4 U' `' k4 z1 m/ Q. R8 i1q
* Z# d9 S1 O8 ]8 ?7 S×P
- I$ k  N! v! D; x/ z2 wLOAD
$ [! q; ?9 D3 b# L9 G# F+C
# U0 P8 o' `# u# d/ v2q
0 Q; s! @; U+ `6 \  e  x) N" J+ d×Q
: H) I0 g0 k9 n" aLOAD
' v( J9 j4 g" W- f: \* G$ N
1 z2 h# @, V" w; r  h6 A: CG=C
) P% p$ i: @! z) R4 b) {: L/ M0g
- T* `: J! Q0 |9 S  R( D+C
1g
×P
5 Z! y. M8 x5 l2 a& LLOAD
3 e- a- H! m) [' J) ~+C
2g
+ n) N; b7 @# F×Q
, G7 ^8 k: Z3 Y: Y+ t/ OLOAD

1 ?, _( `9 I! d9 F! O) k' h, M: QB=C
) T! j. C+ L) k3 a6 [" P1 u0b
+C
0 j  H5 x  H1 G( M7 T  ]1b
×P
LOAD
+C
2b
×Q
" M, S/ f" |2 SLOAD

其中，
+ Q- {: a& y2 j' Y4 W; ~C
: i( [% l& [, ^5 _7 T0p
! r  Z9 _4 e2 h8 Z" K0 q7 B、
: u' y7 A- F4 g) Y! Y* `1 T( UC
1p
( Z& e- \! J% B$ K, \, g( }0 _、
6 O7 ]; `; O/ }& uC
/ U6 ^+ K+ p" F& R2p
# n! j5 f( M& y  P, ^% l、
C
0q
、
C
1q
/ ^3 O( ]- L- h' _7 V: D& H、
C
2q
、
C
7 j, D: j% ]- n* [+ A" N/ W( j1 Y0g
# w6 ]( @2 q% y3 }1 b, k、
1 b* ^- m" C8 E8 ^- k. SC
1g
6 L" ^) B$ f2 h+ h0 K、
C
8 h9 ]! l, O4 c) F  m) z2g
7 I) L/ Q: P& b、
- h3 B2 x& I/ a- ]C
0b
+ C% k0 H8 U, X' G  W& o、
C
+ z' i! p: K) C1 v: ^1b
、
C
2b
为比例系数，它们确定了
# |) J- G# G5 c, t2 n4 a0 N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。
! ]" t4 T4 P$ Q. G& H$ v1 k' x) p
根据典型运行方式下的负荷数据和等值系统
, x- d9 q5 L# {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。
4 y* C- P) w6 i; y
3.5   
等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算

1 u) |$ h1 t% |当等值系统采用如图
1
) n" b  M2 I4 C1 y$ ~+ m所示的网络结构，并按
3.1~3.4
* R7 @/ p; W+ W% U) z1 ?$ ~节中的方法实时确定其参数时，需要采集的
实时信息包括：双龙、凤仪和瓯海
500k V
母线的电压；
+ }5 q8 Z) Q8 i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
4 B# ^" H' A# ^* l力之和，省内有功和无功负荷之和；上海、江苏、安
, f5 v1 s+ z( t+ B* }9 J1 l徽和阳城的机组有功和无功出力之和以及这些区域
  _1 b! c3 k# l( A0 o# C$ i9 [. Z内有功和无功负荷之和。在已知福双线潮流的情况
! v1 [& |' Z1 Z4 H% W下，以双龙、凤仪和瓯海作为
, h- H* m9 p; n2 xPV
6 M. e9 ^* H  F" L节点，
5 r9 V% \" a0 j1 t6 D2 \1
9 S' {! d7 C  {/ N/ Q8 ]号等值机
! O( Y9 Z3 l- K2 j" Y2 \+ w3 ?% j8 b作为
Vθ
节点（指定电压为
1
∠
0
# r, ^! `# k- C°
pu
），
  B2 B1 \6 F+ N/ F& k2
7 {& j& z8 d! u! S1 A# Q1 W号等值机作为
, Q" V& O3 B8 k' h+ `! K1 CPQ
! s5 t: V5 t3 w9 c% ^: S; ^6 h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。
7 F% r" P9 k5 p9 q. j5 Q6 V9 C
4   
5 R2 ^: c8 M; i4 p) A8 Q9 t结果检验与分析

运用本文提出的方法，通过估计分别得到了华
! T1 ~, m+ j' b2 [东电网在典型运行方式和另一种校验方式下的等
5 Q6 s, a  }6 r9 f4 V2 j3 |2 ^值系统参数，并与实际系统进行了比较。为了节省
篇幅，表
* ?% l( `" }" C1 u( l( q3
9 o8 a. j( _0 v4 N8 B" }仅列出了校验方式下的比较结果。

0 h# ?" ]5 y2 q+ C  s7 V. ^表
3
: Y# c8 y* e$ y. M1 n  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
2 m3 o# q) S$ {) i0 {/ c: Vtie-lines’ stability limits under the test operation mode
福双线首端故障不切机时
1 J( f: x, H3 \; G) f. k: @7 E# M, a% V联络线的稳定极限/MW
7 o) s* _2 m6 D( O0 \' t后泉线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
9 X3 ]+ o1 c$ P; r线路运行/
- R) a5 z7 k" _0 D7 H检修方式
2 m, z3 m# ~- a# K! p1 I; |实际系统  等值系统  实际系统  等值系统
. W4 |3 Y9 }4 J5 q5 J/ w& D4 A- J- b7 g正常方式  1120  1105  1000  970
% c4 \; q, W4 [9 l" J双龙－凤仪  1090  1080  920  910
- X% L! T7 W4 R( s$ w5 |双龙－瓯海  1095  1075  945  910
: q5 j8 e! d$ `+ @; ~兰亭－凤仪  1110  1105  980  970
凤仪－瓶窑  1110  —  990  —
6 |( V4 o% H5 S* @瓯海－天一  1115  —  990  —
. ^# I# W: F2 K5 f' ^注：表中“—”表示按正常方式处理。
. {! U1 c: B/ R) b; i7 s    术  19
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
" |& K7 H; i, t6 B[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
& o) z9 g* h3 i9 {$ H# W6 H8 v5 Y6 e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
. ^! S& f5 h) ]0 `. L3 V9 W变化关系，在实际运行中根据采集到的信息对等值
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 N" J# S, M& c/ ?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。
& N( e1 D7 D' C, Z* F( `9 W+ f
! F9 L- S% {3 D1 G! P8 r$ t2   
0 Q: w2 M% w+ q0 t' |等值系统网络结构的确定
; |9 S5 Y3 s+ T3 w0 h
! ~! A2 j; n1 _- H: D& p等值网络结构的确定包括两部分，即划分同调
9 L( K4 X  {; h" h) I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：
3 S& h( i4 ?0 y, O/ E6 b! l
/ x1 Z  j( N8 F1 }3 F5 H（
1
1 i% J2 I1 h( h）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
节点。
( e. i1 H3 D4 c9 v9 k
2 x8 J" v' b$ g# H（
/ _# `3 J6 B" G; p" k2
）将地理位置接近且在不同运行方式下故
. z* K$ p0 o; E3 g障后均基本同调的机组划分在一个同调组。

. }$ K: D: c) t+ f6 s7 l（
8 d. u. c$ {& A3 W- j: T& e' U3
/ Y) w# m" R& J) _. r）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
; _$ L8 v6 W8 |4 O$ b易获取，维护简便。
" m% S8 F2 r( z- v- R9 F; X0 X: d) w
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
  x: x6 O8 W2 S( F[13]
，故
) E5 O  p( J+ |" r0 R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
; _3 X5 g) L: t' R9 u  Y% ^& f0 d号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
为
; j9 R; k1 f/ N9 g. o3 d2
号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
500k V
! C& _% L3 N$ G0 B& J母
$ p( n/ W3 w0 @4 M5 Y/ ?8 m& Q线；保留双龙－凤仪的
- P3 x& C- ^/ \6 y- x1 y+ H500k V
双回线路以及双龙－
瓯海的
  Q4 u' h% P* E* x+ X( s5 O500k V
线路。等值网络的结构如图
4 p4 n1 e& U+ n1 r2 }/ o! ]5 r  ^9 b1
所示。
3 i* j% x. D% `  S/ ^% g3 V, w" _1 F

3 @5 i' Y7 _* _6 }8 ?* p4 @凤仪
9 ^. \  f6 z3 o双龙
瓯海
福建电网
1 号等值机
2 号等值机
9 L4 R6 i9 I- n& e* s
) ?6 R! `! V% ?8 L图
1
6 U1 D' G+ i0 G: j6 h% `) I: @  华东电网等值系统结构图
Fig.1   Diagram of equivalent system for  
East China power grid
3   
等值系统参数随运行方式变化的规律及
# W  K( l2 O( `  r2 U其实时调整

$ t& f5 x8 V. r! w2 d5 w3.1   
5 ~4 y% |% x7 [3 M- C* v等值发电机出力

同调等值法采用恒等功率技术对同调组内的
- S7 r" `$ }: @( w% _4 ^发电机母线进行化简，即保证等值前后每条边界母
: `" O5 P8 [+ ]0 i! ~9 Z0 g* y: v  D3 h线的注入功率不变，同调机群发出的功率也恒定不
3 z3 |% b+ S, p; b9 X变
1 y% i  f7 T: k. k# y3 z5 O4 t8 ^[4,5]
) S' d1 C0 T. B。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
7 J5 g- {& r# O& @+ M2 J等值前相应区域中各台机组的有功和无功出力之
& u, O: Y: k4 l- b5 X6 U和。不同运行方式下
5 B! ~5 T1 B* T2
6 R% A; O" L' |5 [3 j: h7 p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
( r. l  u, ^0 R& @1
) B# ~* c1 j: n( b4 D6 K所示。

: C( p7 I- e; g( B; e1 t. h表
$ N: z/ H$ b( }+ ]/ c2 J1   2
, e( ^  H' s& F: N% ?5 K1 h) ]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
4 H8 G5 `0 f3 j: @; knd
0 G% i# _4 O) }+ @# R
equivalent generator and total output power of  
/ y/ K5 P  k- @" W( N6 Z2 a/ Ngenerators in Zhejiang power grid
" f6 `; [. p  e% ^5 _
9 R, F6 o9 Z5 g0 m浙江电网机组出力之和  2 号等值机出力
3 b: s0 M, j9 n运行方式
P/MW  Q/Mvar  P/MW  Q/Mvar
冬季低谷  9966.0  4082.0  9866.0  4022.0
- R  W2 F- C) e1 J夏季低谷  10016.0  5902.5  9916.0  5842.0
夏季腰荷  12456.0  5267. 6  12356.0  5207.0
2 N- G$ m: K' u5 E夏季高峰  15611.0  6490. 4  15511.0  6424.0
9 O4 K! j' i+ [5 q& ~! G- T8 ~! r) U8 t冬季高峰  14626.0  6337.2  14526.0  6293.0
' h. V; s' k1 p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
* X" S8 ]9 f& `3 S: A( F. 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
/ f  e# z8 d3 P5 x6 ~* q1
2 N, h4 R# i  P" D2 V6 g1 m号等值机的出力。
9 r$ M+ a$ d- M" {6 t
3.2   
% w7 B2 W$ Z2 S# ~; a( E等值发电机动态参数

2 W9 A2 Q9 n$ P$ _% K! K0 ?5 j在目前的计算中，华东电网的机组采用不计阻
5 z( p* v# C5 ]) l5 X# s尼绕组的双轴模型，不考虑励磁和调速系统的作
6 M8 t/ v) E4 j0 Q" b2 n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
( d5 h9 ~. t3 Q关，开机越多等值机惯量越大，而电机的同步电抗
$ h: I) I0 U/ g和暂态电抗越小，暂态时间常数越大。
" a& A: n- A* P+ X
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
  e( D3 K% y9 Y% T4 c' p9 F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
8 C" Y" H/ y8 _  @" e& u[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
' A  V7 D: f! Z- G" M5 N最严重的情况考虑
: H; D6 {! R1 i8 j1
号和
1 }8 n5 G# T1 Y2
# D: `$ ?7 M" h( A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。
9 A7 E# X% n* u5 ~) R% S
5 J2 _3 b( G; l/ K3.3   
线路参数

0 ^* D' t# E0 D3 W本文采用电流变换法（
" i% b! p2 Y# ZCurrent Sink Reduction
，
CSR
* s; g  i1 G- M! c# c5 z) N5 ~）进行负荷母线和网络的化简
* K' l; x! B- ^& T& s! L[4,5]
) W( P, I" o! A! H6 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
0 c' F* W! f1 v" G) D" K- l5 m- v  引言

8 |* n6 ?, r, M2 S* U7 c5 Q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
& Q  [4 ]. k/ [[1]
借鉴
国内外在线稳定控制系统的先进经验
. P3 [2 N+ H! Y3 t& i0 S0 T[2]
6 e' P; B1 X# F. y6 ?; k，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
策系统，更好地确保福建电网的安全稳定运行
[3]
。
. f2 e9 T  X3 D8 A2 W
由于电网管理和通信方面还存在一些问题，目
5 E% I) X" \5 S, i* t  ?, c* a前福建电力调度通信中心还不能充分得到华东电
! w1 r2 @! L6 Q+ G网内部的全部运行信息，而且为了节省计算时间、
% {$ s% U* b3 v3 Y) r2 m提高工作效率，在线稳定控制系统进行稳定计算时
0 a6 }/ {* k% T; e需要华东电网的等值简化模型。
. W2 M( u, K* \2 D" ]! I$ O" \1 @
根据研究目的和等值方法的不同，动态等值方
: u% b2 [* A7 m法主要分为以下
3
种
4 O% B; p$ Z+ X' K% R2 \[4]
7 O4 p' q! S3 R) n) \% @：①同调等值法，主要适用
于大扰动下的暂态稳定分析
[5-8]
9 ^/ K! v  @) ^1 b3 ^0 s9 ^；②基于线性化系统
8 A: D3 k5 o% G" T7 N) @3 N; g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]
8 V1 _0 K4 e* B$ D* B；③基于系统动态响应（或量测量）
+ M, O/ k4 X2 W* l来估计和辨识外部系统及其等值参数的方法
2 J+ T) K7 X9 B- H+ M/ E[11,12]
' y: t! b$ K4 \) D4 B, |。
前两种方法需要外部系统的全部数据，第
3 C! a% y' _7 _5 K- j3
种方法
2 \: u" t( [4 z6 A+ \1 i% Z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。
; a1 O/ d& N' _4 [3
# `9 m- B+ C4 e% F& Y& s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
: h: E4 f% y6 K8 H9 |2 n2 i  e9 q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
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
5 N7 j. w  B8 {% l( h) l致
   
" J# b# t9 G  D& C' A8 a谢
! v5 S4 _( v4 y
华东电力调度通信中心运行方式处和自动化
( f8 c. {0 f' F6 Y  {( [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
. k1 [. I% ~; _% X+ X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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中国电力科学研究院，2002．

收稿日期：2004-12-02。
作者简介：
, s+ t' |- A2 T# D赵   勇（1976-），男，博士后，从事电网稳定控制与电能质量方面
; i; Y! R; t* P3 z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；
* l' ~1 w! n8 v, T陈   峰（1967-），女，高级工程师，从事电网稳定计算与运行方式
2 u# n/ S: L' M% \, B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
( s+ o- _* }3 T7 N研究工作。