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

   
; s. d8 h- v! h! T' c6 z. w. H术
0 f8 k# [4 J* K4 }3 A  21
; U# b. P0 w! j! c; k' P7 F+ @在校验方式下，福建电网送华东
) Y# O  }, |- m* D: r7 C1150MW
，福
6 W8 O3 w5 t# D1 E$ {双
* @  E; O; D$ d, `" b% A% L1 m& s, ~- g1
回线故障，
0 ^2 y, B/ I& V/ ~5 x7 z5
个工频周期后切除该故障线路，
% j) Y* h) S, G; ?13
/ f& Y% `7 A; _- B! N4 n' |% Y个工频周期后切除水口
1
1 O7 e: E* i3 N/ O台机。福双第二回线的
功率以及福州北
6 A7 f2 [5 D; e; P2 t% w' A9 Y0 P500k V
母线电压如图
3
所示。


0  50  100  150  200  250  
300
−5
( @2 w6 L+ c* h; A00
; @2 e8 T3 i: E: w" q  Q0
500
) o" q0 C: M* O) @: O4 i9 ~  D1000
5 s$ i0 C% E# e# H3 X6 D1500
* C+ h3 V) h. n8 ]$ w. `! B& ?2000
( p3 Z! I3 X3 k. k2 f7 \6 Z( f联络线功率/MW  
t/
+ x+ ?$ {  z7 z工频周期

实际系统

等值系统
  G$ j$ X5 j/ i+ Q- Z
0  50  100  150  
200  
0 x6 l0 v$ B2 b250  
, t, F8 u/ X+ ?3 d+ \300
" |/ h& [* N0 R0.0
, A; b% b/ a- B; H9 I1 s: T0.2
0.4
) C! {! S/ e0 |% ~2 \( O* H0.6
  C4 L# _3 }/ y, C4 w9 R' O0.8
% U% A" B9 j6 T& m1.0
, v5 p% S$ y! g4 n5 P7 ^, Q! i( g电压/pu
  \7 Q9 b4 T+ D4 T' ]+ C. Pt/
! q6 c( F" b9 S/ @工频周期

5 `, z0 `0 T. Q& y; }! _4 Y5 Z
* J% }; o0 ?  y9 O3 l* ^. w等值系统

实际系统
(a)  联络线功率
5 S/ w0 ]: r# `2 J(b)  福
州北 500k V
母线电压
8 N' t9 l% f1 }: X
3 V4 \9 m$ J7 \7 g3 @/ I7 [
0 B4 J7 l0 S4 Y7 k( u图
  w/ }( y# |- I; R2 c( A( m3   

校验方式下故障后的联络线功率
- Z& a4 R. t* E+ o6 C
及福州北
500k V
母线电压

+ P/ C/ B; M1 tFig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
4 M9 y& `, w+ o6 z' {voltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  
' n) A: v$ j; C: T& z% x, \, _
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
' g. U2 {. H1 _' N于其它校验方式后，同样可以得到令人满意的效
& e5 \) m" `& q9 x8 U5 A3 D0 P; L果，这说明了所提方法的有效性。
% T  B& Q; E1 ]
5   
% v. k6 T) M& k' p1 E3 z实时等值的效益分析
5 b+ ]' F1 ^. r, w. J
在福建电网的日常计算中，通常采用华东电网
8 J2 A9 f! \; `$ [! k2 \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
+ y: Q  T6 Z# X, h/ a' V. P* |3 h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
9 E& }% c8 o, X* L8 f$ T% j对福双线的稳定极限进行了研究，结果如表
6 x8 t2 {3 v- Q: D9 w& K4
5 I  i- ~& O  `0 z% [所示。
: S$ @0 v) @- N. W, p& Z( b6 y! a( ?
) y1 ^9 Q. m. R5 G  [/ ~表
4   
3 C8 }+ w/ N  o9 E; B) K- }  Z( U- f
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  
* y! R; y% F2 X% Y* l7 @, y' qfor East China power grid
福建电网 福双线稳定极限/MW
, ?" [( r6 i+ ?  y' _! B+ Q运行方式
' E; q* W0 q# ~华东电网
4 G+ p6 |' r  ~, S, q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
# _* h4 T  A/ ^; H( K: V6 h夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
夏季高峰  1300  1340
+ b1 d' r6 v' p( P; A% C2 G! }/ r! b4 S由表
4
" \% L& K" V2 C' d( X8 U6 f可见，福建电网采用相同运行方式下的
. h9 M8 X2 C& g& \0 _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
2 e. G4 b6 ~% n( u0 b  z. r; l$ Z会有
50~80MW
; }( r% e, i/ f: ?5 P% C$ l9 z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，
+ |2 d7 a# Q' f* e8 P* @则在多数运行方式下得到的是较保守的计算结果，
$ Y3 P% k0 r6 \1 I: ^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。

6   
使等值系统略偏保守的措施
7 s5 j9 J, X# m6 y- P1 d% O! S
考虑到实际系统的运行方式千变万化，在某些
- L& S' ]& ~1 ]7 v4 ^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。
" G0 A" O0 v6 s/ U
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
6 @7 e* a, U1 u* N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
3 W% y: t6 q( ]4 I; y减小节点处的电导参数。例如，对于冬季高峰方式
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
$ _) [4 t0 g% t. ]: N! j& E5
$ m7 ?; r& R* p' b- B/ ~' N9 E' R5 y所示。限于篇幅，其它因素对系
! O" y. v/ |1 \统稳定水平的影响不再详细列出。

/ s8 a* l" f  N" h  i. `( U表
5
* E% I) P) _% N8 y" k0 b. m  
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
* x- E; t8 R/ {) y6 P0 \- L& Z0.8  1175  1280
; V5 F; G, `& G2 V3 X0.9  1150  1245
# K2 v# i2 @! Z3 U/ C1.0  1130  1210
& h) O0 O1 _. z3 y7 f1.1  1115  1185
1.2  1100  1160
6 w/ ~3 t1 @$ j0 ~, J1.3  1090  1140
$ _0 T' X8 p" W, Z0 Y! u' u1.5  1070  1110
, T8 v: J7 ^5 b' }) {6 E# Z" n3 [2.0  1035  1055
( W8 L5 C4 r* i, V∞  910  830
7   
结论

/ g9 ^. j/ w. y3 m, D5 [2 y1 i本文提出了福建电网在线稳定控制系统对华
# ^, n+ y2 @  N0 o- o; X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
$ Q" h) h% O/ z5 F3 P7 m& S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。
/ V# I' A* ?" T) Q: J
+ [# g/ X- V0 @4 O) c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，
1 M  t! ?' c( L4 W* U) q2
, `1 H" b) y3 u* h4 [: o# s号等值机和双龙间线路的参数
* W2 Z3 Q* e0 V! Y0 K9 V0 o如表
2  
! ~. O1 P6 }9 A& b# x  t; q所示。

3 k2 V$ r7 x- z* b% J: m4 i: s8 K表
3 E" k7 B5 W8 F2
  不同运行方式下 2
号等值机和双龙间等值线路的参数
3 L/ V% f, R: R% e' ]Tab.2   Parameters of the equivalent transmission line from
the 2
( ^; ^3 w0 Z; Z- V* O, Pnd
equivalent generator to Shuanglong substation  
  C8 X' e# v" m( Punder different operation modes
运行方式  电阻 R/pu  
电抗 X/pu
3 R( I# ^) c# Y8 k, F冬季低谷  −
1 D+ A; t* N& c) j7 P- y! i5 L, J0.00049  0.02853
& t  A% I* J8 o; Y夏季低谷  −
0.00119  0.02970
$ M6 Y4 f, A9 O% C# }夏季腰荷   0.00032  0.02870
夏季高峰   0.00062  0.02838
冬季高峰  −
0.00201  0.02951
$ J8 N, ~( E+ d7 P研究表明，等值系统中的线路参数越大，稳定
& J5 E$ R( _, i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   
节点负荷和并联导纳
8 }# U2 w3 q4 p$ a+ u/ `7 r
% L+ B5 ?# D, u& @9 z9 B  v+ N由化简负荷母线的
CSR
方法的原理可知
% N4 y; S, {0 M. B6 s6 z, Y; B[4,5]
; G0 L, N0 V$ _" J5 g& s: }4 `，
7 e, M" M! \0 }! E- V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。
4 E2 L1 ]9 Z3 S3 Y0 J- q, w
2 y2 r1 N+ j* I" t/ n以
1
* j( M6 k2 H$ k7 Q5 L. Z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
& N9 Z0 `' d4 I1 a# z2
所示。
其中，
+ I) K% Z; M, ?  c7 l/ w3 hP
- f: p5 K; Q  z( G1 V" q' N/ N和
Q
表示节点处具有恒功率性质的有功和
无功负荷；
G
, F+ [7 }' \) a  ]! o8 J  ~和
B
  l' G, p' Q/ Y9 x  j4 N( ^( _: y* V% i! U表示节点的并联导纳支路在基准
* y' @  Q7 |1 V5 k! U$ n电压下吸收的有功功率和发出的无功功率
[14]
；
/ U7 f) H+ F; G( k8 l( Y" @. BP
LOAD
和
* K+ w9 o4 A6 M* T0 |. I4 Q+ jQ
% ~+ F: [7 u. o$ a1 H) vLOAD
/ }+ z) ^3 r. ?& P7 c表示系统中总的有功和无功负荷。
- t" P% r! e: i: Q
' @* Q1 W3 }) V
1 }! _, S" Z$ q5 }) E44000  48000  52000  5
6000
) x  h" p1 k, {2 I$ ?4000
6000
8000
& z3 P/ t( M6 @5 I# j/ `; m10000
5 ~" n8 Y: F6 A, d+ y! \, R+ B# ?12000
14000
16000
18000
3 F4 w( n. W* j' G  f5 R  a1 E: \/ e20000
( p" J; F) H6 ]3 j9 R. u  V' mMW/Mvar
8 D: r8 Q4 R' f  N1 ~2 n* ]P
* ~4 _$ D7 f: F7 K14500  15500  16500  17500  Q
9 [7 G# x6 B2 C+ gLOAD
/Mvar
4000
6000
8000
10000
12000
9 q; _+ k( k( I# v# C14000
6 U& @) g( e# p; T1 G1 X16000
0 O/ d1 f# x2 K" V7 e18000
8 Y; N3 A) {2 q" p- N+ E6 N# x9 S; R20000
: y* X# C& }1 V- L, f7 z; k& QP
Q
" s' h/ `& ]' IG
B
3 U- z9 N: c, z1 i7 @Q
G
) T8 ~% B6 K7 K' t: \8 b- J  I% d5 WB
& x8 u1 m$ m, a. \1 i+ `- WMW/Mvar
+ {# _9 D  U: T4 FP
$ y; ?3 W/ L1 _' q' ~/ kLOAD
9 ~1 y4 q  }* ]/MW
& n, I0 w: b% q9 Q* T) G
9 w5 J6 L( H$ p0 H/ n图
2  
. q/ {1 {) t" |  
1
号等值机的负荷、并联导纳吸收和
9 {- w/ r0 Z' O. \) J  g) v% z5 ^发出的功率与系统总负荷之间的关系
7 r! |7 A0 v6 K/ UFig.2   Relationship among the load of the 1
: {  k8 O& v7 [5 \# `st
: j* ^9 m4 W+ z% ^2 X equivalent
generator and absorbed active power and output  
; d, M4 k& v! ^& B7 S6 }4 k' Rreactive power by shunt admittance and  
total load of East China power grid
, I9 O- \1 m9 G% m  k% k1 c9 G
$ K/ L( \1 r' D$ C$ u# o由图
/ w( q4 g+ k3 t$ B; R$ P2
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
$ V9 W! I+ I" E) U: o) k: S、
Q
' F, ^* F8 _7 @* ^! k* Z8 k4 L、
& l- O& Z5 R% L4 ~3 X5 j. NG
6 W1 Y6 l* T/ s  P、
: j$ b1 }2 {% E0 p0 ?& ?6 fB
和
9 T* X( r1 j3 Q# H. t: h7 B% tP
1 E, u, c6 J5 N1 [* ]0 x2 D8 o- \/ ULOAD
、
Q
LOAD
之间存在下述线性关系：
( ]. S( U. a: g, c
P=C
6 t! y$ x# k" ~2 e7 ~0p
+C
1p
×P
LOAD
+C
2p
/ |: o/ r- p2 p×Q
% R( W8 ]( ]$ `- DLOAD

7 q8 H1 F7 ~- |5 D9 bQ=C
1 t0 t" Y2 K' b  j& o0q
; E0 r) X+ H- A+ w+ s. K& b. u# V  O+C
) [5 u  G3 d7 R1q
) r: D- H/ ]: ]/ u+ [% L×P
$ Y6 J9 c; l. Y' Q$ e# OLOAD
+C
2 u3 M$ ]2 q1 Q+ @" n% W2q
×Q
LOAD

G=C
0g
+C
1g
/ R$ i/ w) N- B1 Q×P
' F# Z* a# O9 w6 l; h1 ILOAD
+C
' Q$ w: b4 M6 A! M6 ^4 T2 R2g
5 n4 I9 R; j  L9 t; U6 ^* l×Q
1 c8 x" [! H: l; E9 KLOAD
8 T$ i  L6 t$ ?) M. }4 N3 A% u* m
3 r& r) g; A( y, u7 @8 ]0 ~B=C
0 ]- n& l; u  |. Y0b
, N7 L* @: z7 \6 E0 z; n4 C( {+C
1b
; Y4 X6 }; \# U( {3 a( Y×P
: X- `4 p4 {/ e5 h' RLOAD
' E. h  F8 f- m2 U" D2 g( r5 {+C
: ?/ W* b( T6 _! s1 E* w2b
9 a# K, G0 C6 O* S×Q
LOAD
7 k3 t9 R/ l' X7 P7 G
9 j( r0 c4 j% Q9 M9 p" o' O其中，
$ R: {9 C& j4 H0 y3 b7 f+ B( o1 kC
/ h/ ?& }; d- Q( q2 B0p
、
C
1p
- f! R; ?  z1 ?' `! W/ V9 @、
C
2p
、
C
* l: Q  m+ z+ I4 W6 \3 s0q
; ]" c- O  L+ x7 \; e) I0 I、
  j& r5 t) v( S- KC
1q
% g8 c% Y2 |3 Q* {; n/ v. C、
C
6 U, ]+ |) Q+ @) h! [2q
* h: a5 J% U( [、
7 m2 d( Y7 `! `' }5 \- q" XC
2 w9 S. B- A' V9 @0g
、
C
1g
4 ~7 s& \: d3 J' A' ^8 m' ?! H$ X、
C
2g
、
: d+ @( W4 h9 m7 I5 S$ |C
) h' V+ X9 f& N5 ?  v0b
3 A& Q" P( A4 m7 g" a、
C
, K& L- O" D1 S) _- Y; P5 s1b
5 b6 w1 m" W: J、
* _# K% j# l' T& {/ X; z" uC
2b
' ^# _, [  u5 @" D! w, S为比例系数，它们确定了
  V% t5 M6 j- m8 E% T4 m4 }! y节点负荷、并联导纳吸收的有功和发出的无功与系
  i3 n1 e; b7 v7 S; n" _统总负荷之间的关系。
1 t! d8 k. t# S% ]2 Y+ [) U% R
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
. l' C" r( t" L$ P6 O到上述比例系数，实际运行中根据采集到的系统总
- F- i8 l" d4 j3 L5 j有功和无功负荷便可实时估计出各节点负荷以及
+ W3 X6 R+ I) O! S导纳吸收的有功和发出的无功。

3 J$ S- U3 z- M! o( F$ ^5 c3.5   
等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算

: f# _( \% T) {当等值系统采用如图
/ h5 U* ~; X) 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
: a& {( Z0 R- @8 }$ n5 l( f实时信息包括：双龙、凤仪和瓯海
500k V
$ a- J1 ]- L( S母线的电压；
( E* F1 J2 Z1 l* d% r8 x* j  Z7 A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
" k  M( j" d  X& F) n' y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，
; \0 C) q* K' r9 w1
+ I; R" A% z+ j% _0 R号等值机
8 |% Z) F. M/ W; B. b作为
Vθ
节点（指定电压为
3 l. g8 u+ S5 H+ Z1
∠
' y) o7 ^5 L+ u0
+ F2 H3 K/ E: f# m7 y& F0 I°
! X* m0 w  V" t; hpu
），
$ t* X8 Q% s; n0 y9 v2
号等值机作为
" b  ~: V  N8 Q8 b7 @5 ~; ~4 _7 aPQ
% H7 s$ _8 g! k' l6 b4 I3 e/ 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。

4   
结果检验与分析
8 e1 f- |" w8 P: Z0 d" b
运用本文提出的方法，通过估计分别得到了华
, E  @! j7 H# q5 p6 D/ Q& ~# R东电网在典型运行方式和另一种校验方式下的等
) G0 ^- o" B" I4 n1 X3 M值系统参数，并与实际系统进行了比较。为了节省
篇幅，表
; S6 `0 p+ A- L: Y" S( a3
& }3 N8 ^* P) n/ g* n7 S仅列出了校验方式下的比较结果。
/ Q  b- {& U+ q* ^! V
表
3
# b$ E6 b/ D1 `" Q  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
7 I% J/ S! {- X) `7 G$ Vtie-lines’ stability limits under the test operation mode
6 X8 ]9 H' \0 G0 Q5 I1 _福双线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
; F2 ^$ v5 C! I后泉线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
) `2 f8 O) L0 U  ^0 ~线路运行/
  [7 r  f3 N" m& t; Q检修方式
9 w1 h: p: l" \实际系统  等值系统  实际系统  等值系统
) b# ]' L  G- H. ^* c" ?正常方式  1120  1105  1000  970
双龙－凤仪  1090  1080  920  910
7 B# `: R1 J0 \4 y& ]/ R0 `双龙－瓯海  1095  1075  945  910
3 Z% @* F' e% e( J2 Y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。
: P: Z5 X$ b, q/ u8 j- j    术  19
调机组，并考虑到可能获得的实时信息情况，首先
- q/ U0 F4 k: U. F& z! w* f4 J确定了一种适用于华东电网多种运行方式的等值网
% G* ~' _' U1 L; b- \; G/ U络结构。基于同调等值法的基本原理
[4,5]
9 X/ K; ]0 C: ~% Y，通过研究
3 n( d6 Y) M2 T5 P. ?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
变化关系，在实际运行中根据采集到的信息对等值
& }( p. Z% g6 T系统参数进行实时修正。计算结果表明，采用本文
' X3 ~' n, C# r, s" n1 Y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。

2   
等值系统网络结构的确定
6 B! G+ R1 Y6 C, d
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
+ O: t; d' c% Z+ Y2 I) [则确定华东电网等值网络的结构：
( K6 O& L& |, e! X
（
1
）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
节点。
. I  @: g2 a9 P% b& \( r
（
2
6 n' \3 L& V5 H3 V  ~( ]& d) z( Z）将地理位置接近且在不同运行方式下故
7 y, }  }: Y  x9 r& w; A障后均基本同调的机组划分在一个同调组。
6 v, H0 @3 r) w) h9 y" C) W* @; x
4 K) h+ w3 o7 N（
5 A4 T* i" E$ s& d; d4 a- ]0 [3
）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
4 }, x% i& ]- }* ^8 T0 ]3 D+ _% ?易获取，维护简便。
9 H# F+ W6 w; \$ y
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
8 ]" {) _: _9 m9 U5 V0 W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
( a9 A$ B9 ?: ~4 f( U[13]
1 I! U5 C! F6 ^# r，故
将华东电网等值系统的结构确定为：将上海、江苏、
4 w! @$ _5 G4 |8 i安徽、阳城等地的机组等值为一台机（以下称为
9 J3 o" _) o* j6 {/ R$ L, U1
- {0 p8 q6 p( Z. \8 F' O: Y号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
为
- Y3 \2 I1 o, L4 O  X" ^' w2
号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
0 J' M- y9 j8 ?6 }500k V
' ?9 d- O8 o, u+ J母
2 p+ \8 f! b7 `& ~8 }线；保留双龙－凤仪的
500k V
双回线路以及双龙－
瓯海的
: M) }8 w- B6 W! w, `500k V
线路。等值网络的结构如图
1
所示。


凤仪
双龙
, x5 f6 K& @; f+ v5 V) g瓯海
6 q2 j7 n( a7 i7 T# x( |福建电网
1 号等值机
* `* Y( g8 O& ]' g8 }4 [2 号等值机

图
: H" K/ m; g" e; Z0 K) `1
! v* q  e' r& c3 \. e- V9 s- Q  华东电网等值系统结构图
Fig.1   Diagram of equivalent system for  
East China power grid
2 a$ y/ H, j  Z/ }$ K3   
等值系统参数随运行方式变化的规律及
其实时调整

3.1   
9 ~5 I3 P2 k5 [1 D  ^  S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
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
3 y7 A7 k$ s" d/ f. Y3 X  N. w6 J/ z6 X变
  ^$ X& X+ w- i; @- }- a: ?/ E( H[4,5]
) h7 O  f$ l, l# u  Y. {% w。几种典型运行方式下的等值结果也表明，华
2 h) _8 c; O# [+ d2 L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
+ Y6 b% l, m9 @% o2 n( C% o2 p" D和。不同运行方式下
! \+ Z5 f" c' @$ H9 A' O2
; j, e$ F( c$ P! H* Y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- T& c* F# k. i( U1
4 L9 L2 s/ {. |4 |% u9 J  w! P0 }所示。
; c- S$ ]5 m6 w3 w
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
5 H% D+ v6 q* L4 Y& \7 _nd

; U$ _9 C3 ~2 m0 b$ s  ^% e# Tequivalent generator and total output power of  
generators in Zhejiang power grid

& K" m. d8 Y8 t浙江电网机组出力之和  2 号等值机出力
运行方式
3 a$ u* e# H8 Q* XP/MW  Q/Mvar  P/MW  Q/Mvar
冬季低谷  9966.0  4082.0  9866.0  4022.0
) u* p4 {* i, O+ r夏季低谷  10016.0  5902.5  9916.0  5842.0
* j* w. H  A) [. V7 v夏季腰荷  12456.0  5267. 6  12356.0  5207.0
% M8 b7 d& e9 d, d: J! [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
; |( d& l/ C9 o' ?; o2
4 r4 g$ t, C9 V. ?9 e, @3 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。
6 t) b$ j8 D. e  Y
7 r! e' q. @5 k& d. `: I" ~5 A3.2   
  r8 X/ s( f0 I/ E7 U! b等值发电机动态参数
' h0 ^* v( a2 W; W
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
; \& ~! k* I) O, S+ g9 C用。运用同调等值法对同调发电机进行聚合发现，
* a7 E) G6 Y; s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。
; m, y! ~% a" w
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
- p7 {9 H0 z* R东电网机组的总出力相同时，开机越多对系统稳定
6 _4 e2 D; C6 @  D6 K! [; l  g3 d越不利
# z; W5 p3 Q( H/ `5 B[13]
* ^, e1 U# C$ o6 f4 ^) s，而当华东向福建送电时福建省内发生故
- p6 F& j  x4 ^5 q3 k5 \$ N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
; j8 }# \9 _% T: p$ F# _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。
, N( T& C" A" i/ `+ t, ~+ Y
( K$ {, K) E5 ~  M. C/ I3.3   
线路参数

本文采用电流变换法（
Current Sink Reduction
，
. Q) S& o3 Y' ?5 c  E2 bCSR
）进行负荷母线和网络的化简
4 u3 x% ?$ _$ E3 s6 M. s6 H[4,5]
4 h5 n* L, @* i$ f, J( C。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
  引言

根据电网的特点和电网安全稳定运行的需要，福
$ }; E) X" o- j2 D+ u建电力公司在现有安全稳定控制系统的基础上
[1]
借鉴
% w, f9 i" q. l4 U& K# S& Y国内外在线稳定控制系统的先进经验
  S3 {) Z& r+ h, r: V4 Q9 ][2]
，建立以“在
, I& ?& C- n5 U5 m5 f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
5 f5 @$ G: `" Y* m前福建电力调度通信中心还不能充分得到华东电
" A4 K9 s4 g2 O5 L8 E网内部的全部运行信息，而且为了节省计算时间、
% r3 ^1 M9 t. Q' y1 X) l2 ~1 O  [  f" @+ b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。
6 k8 d& N" m; d) s, ?5 o; f
& q! Q8 g5 J. s8 n# U. F/ ]8 k根据研究目的和等值方法的不同，动态等值方
" |3 x$ {: {0 i' V$ S6 s法主要分为以下
3
种
' a8 b) v+ c+ W3 p[4]
. ^  |4 p. E8 I( t: s# {1 t：①同调等值法，主要适用
于大扰动下的暂态稳定分析
# q- Z, r" G1 }% q: c[5-8]
: W; ~9 M1 O4 I5 p: {! i: \；②基于线性化系统
- e5 q. d2 F! W- q, u* {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
0 x& _" |  K1 i) Z% r- X( i% |7 A[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]
& ?. G' Z3 `4 }+ t# i' P# S。
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
$ c: V" k9 D1 k! Z! M* @法来估计等值系统的模型参数。
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
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。

! A% C" w$ {1 W# f9 O8 z/ @6 c, b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
4 t% h* b2 C( V! k( d致
$ t" v9 T. f) O4 D# b   
谢

& |4 t9 C4 X) e2 ~# n/ Q华东电力调度通信中心运行方式处和自动化
6 {: b6 E/ ~& O6 |  t& l; q" v  {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
$ s5 R6 \3 I5 W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。
+ i# G( s# m2 b- k% ?
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收稿日期：2004-12-02。
作者简介：
2 y. a3 E# N$ V9 @! K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；
陈   峰（1967-），女，高级工程师，从事电网稳定计算与运行方式
& _7 w- g* E, J" X7 t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。
$ f  Y3 s3 o( y5 c# _+ E8 r1 t3 S, s