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
0 j* n6 ^8 [, k; ?9 J- X  21
在校验方式下，福建电网送华东
' _) p# V" b: P' F# T+ w9 r1150MW
4 `# Y2 E; C( l; |; L; F，福
; P& \$ j% g, u$ X; i: j双
8 ~; u" b/ F/ g% l, p2 m! y1
' w3 J% U9 O( u2 I  }; U4 Z回线故障，
5
个工频周期后切除该故障线路，
& o5 B7 |% w! d: o4 m, |/ j+ E; }13
2 P3 O5 D0 H( x8 [* V; q. ~& Z个工频周期后切除水口
1
台机。福双第二回线的
  I5 b. a, x& b7 r) }8 P  l功率以及福州北
500k V
! A, K9 q1 S6 L1 l. y- r母线电压如图
3
所示。


0  50  100  150  200  250  
% F! A7 A8 b! ]# C( V300
−5
00
0
500
6 R1 V/ S! p' K0 ^/ b1000
1500
2000
联络线功率/MW  
$ Z& {$ K& E+ N2 Y0 K3 O9 lt/
) L* Y6 W6 c* w# Z; @8 b工频周期

实际系统
, N7 f( I( Z8 ^! \# B5 |
, K! D' P0 S# z( ^4 o8 b! P等值系统
7 V9 N7 ?% ?) j4 J  Z% ^
4 X8 t- A3 ?' k; Q% H5 {) U0  50  100  150  
( g0 A1 v- x5 Y200  
250  
" y9 O4 G. i# q, A  W& ]300
0.0
* J8 p/ j3 J; `# v/ }7 D: p2 r0.2
0.4
  }+ Q3 p: T+ T9 t% p0.6
: j. P, v$ X6 g0.8
1.0
电压/pu
t/
& x7 P. T( H5 _0 h工频周期


等值系统

8 a! i9 w" u  T8 k7 Z# h实际系统
(a)  联络线功率
(b)  福
州北 500k V
1 g, _. T' a$ D母线电压


1 X- |  r+ O7 I( F图
* A* p# v7 }4 j3   

. ~: G# z" W4 `2 ^$ W- [6 e校验方式下故障后的联络线功率
" P3 G" ], T) s& L' V* o/ c0 a8 ^
0 {( @2 S8 x1 D及福州北
" [6 N+ u6 P2 y* ^% y8 B# z500k V
母线电压
5 Y# a; {' }; J8 n4 A
Fig.3   Post-fault transmission power on tie-line and
: Z# d$ N' d3 }# ]9 Zvoltage at Fuzhou 500k V bus under the test operation mode  
+ Y5 i( e$ Y2 X) i2 `4 T
由以上图表可见，将几种典型运行方式下的等
3 P" W, \: V! {" m. n值系统参数和实际系统变量之间的变化规律应用
' R( Y' R8 F$ `/ |8 r于其它校验方式后，同样可以得到令人满意的效
5 m; C, t7 N- W" W* ?- @7 t果，这说明了所提方法的有效性。
& p  [, @7 \* q$ W. e
7 c5 Z3 C- x5 v9 G5 U9 V# ?5   
实时等值的效益分析

% _5 J% h, A+ f( V在福建电网的日常计算中，通常采用华东电网
8 ?4 w& ^. L' m的一种典型运行方式进行分析，在线稳定控制系统
$ F6 `0 o) v; I2 |) G/ Z( L% C处理华东电网的通常做法是采用一种典型运行方
  P* Y. r; `+ I2 o/ I7 H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
( b/ Y0 a( s. e用不同典型方式下的等值系统数据的情况下，本文
. k' ?9 C5 u3 T- D+ M对福双线的稳定极限进行了研究，结果如表
4
所示。

7 A( }& [4 {' e8 X; F$ H表
5 l' L' s5 J6 {* w+ Y1 ?4   
. P7 d' d) M* \
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  
/ z% G. e7 w( U" n* T; _* _* Jfor East China power grid
2 \; k* \& W- F2 G3 I3 @福建电网 福双线稳定极限/MW
- H" a1 @4 l+ ^运行方式
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
# I/ ?$ H+ ~: f; s& [+ M夏季低谷  1245  1260
( `& p9 ~( {6 Q# W2 S+ C夏季腰荷 夏季腰荷  1280  1310
6 W( z3 |& q5 ]# `9 l夏季高峰  1300  1340
6 c6 W1 v1 U' D5 y1 ~0 U' i由表
4
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
高峰运行方式下的等值数据时，福双线的稳定极限
( S. E8 O; ?- w9 w会有
3 e* B5 F  Z+ H# V# Z- a# h50~80MW
' h& p, D' j1 q* }- R, N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，
; l* N  y6 O& w0 S则在多数运行方式下得到的是较保守的计算结果，
) e6 F+ E( t* H  S: B# d: y/ P限制了福双线的输电能力。而采用本文的实时等值
- {- S4 e; K( Z: _! x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。

' S5 Q0 R6 a* r6 z4 {6   
4 l) ?- V! C# J! ?! h使等值系统略偏保守的措施

% P8 I0 s- V7 W  N9 Z( o考虑到实际系统的运行方式千变万化，在某些
/ Y# s' A0 f) i% p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
! D. ^; q- L! \- `5 _2 a2 i% d实际系统略偏保守以应对各种可能的不利情况。
7 w, h2 r+ g: b3 _( w
* Q( p$ d' {8 o1 H+ w6 I7 a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
2 X9 C+ T2 g0 S$ f7 K& G) L, K) I步电抗和暂态电抗；③增大线路的电阻和电抗；④
5 f$ r  X$ g5 G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
& H- G" ?% H8 T& _7 O' v6 }的变化趋势如表
5
0 f" ]; B0 j9 l# L' ^所示。限于篇幅，其它因素对系
. ^; F6 o/ J" q' a4 c统稳定水平的影响不再详细列出。

$ V# q) O* p& Q" e表
5
  
- p9 g8 s' U3 S; |6 z" b等值机转动惯量对联络线稳定极限的影响
1 f8 P8 j2 t" ^9 i- \7 ^( C
: h  E2 _- V: _; E  p* CTab. 5   Influence of moments of inertia of equivalent
generators on tie-lines’ stability limits
# U! w0 J" ?2 _  R
转动惯量相对于原始联络线稳定极限/MW
. D/ E* N4 Z+ }3 x# ^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 U; O0 U5 F2 ^0.8  1175  1280
9 f0 }* [9 [# ^( m: S+ T) V5 R0.9  1150  1245
1.0  1130  1210
' ^; C& p. q, I/ H3 N* K1.1  1115  1185
- H8 }/ T+ T) ~0 x- @1.2  1100  1160
1.3  1090  1140
1.5  1070  1110
2.0  1035  1055
∞  910  830
7   
结论
# t4 g5 Y" Q$ U; ^+ |2 j
+ r" o7 A+ k- j# S" u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
6 z4 a, S( G8 m3 W  d6 |系统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固
. ~) ^" P0 M$ L* i# ~; n9 x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
( I0 [' T5 i+ F! a6 D2 b$ n/ L7 a量的复杂函数。

9 r! k" }" b& K. \' X7 p) ~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
4 N* k& U6 k  ~! `' ^3 q如表
( Q+ x+ T; ?; y8 Q9 k3 a* d0 x2  
所示。
( F2 g# N+ }+ I$ X( l0 z9 v' V
5 D; [/ B" X$ W8 }! k9 W% F, H6 u表
2
$ a! f; ?6 d; M% Q5 ]: x0 }+ v  不同运行方式下 2
/ }% W$ \* t. B' t& e) \号等值机和双龙间等值线路的参数
0 P5 |# k: d4 H, Y" M, ZTab.2   Parameters of the equivalent transmission line from
the 2
' E# W+ h/ p0 _) z) Znd
; a4 Z. T$ H" C# p8 q6 \0 V equivalent generator to Shuanglong substation  
8 H# L. f6 ?- ]- b8 [under different operation modes
5 c3 i/ v8 K% R% A, U" E6 u  q运行方式  电阻 R/pu  
' I, O. }; v# P9 P4 ^& d' o. D% V9 E电抗 X/pu
$ ^5 ]3 P  D! q* N# I3 Y5 ?冬季低谷  −
5 c5 h8 a6 d2 }( W# G0.00049  0.02853
夏季低谷  −
0.00119  0.02970
夏季腰荷   0.00032  0.02870
) J* ~& b) A, Z2 P夏季高峰   0.00062  0.02838
; W# ]3 d+ D) w+ Q5 @! V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
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。

$ {- p1 K' p4 R+ u3.4   
节点负荷和并联导纳

由化简负荷母线的
CSR
方法的原理可知
[4,5]
# ^- R; _* B6 a7 t1 W，
等值系统中各节点的负荷和并联导纳是实际系统
6 f* z+ I; R" d1 S6 `. X8 W中各节点负荷和导纳以及节点电压的复杂函数。
0 G) P0 H' O3 A8 n
; Y2 D2 ]& l# ]$ f& }以
1
( B  ?, q/ B; B# c3 P- f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
/ e1 X& [: V  N' o5 _! D2
; i- b% ~% \' P2 |0 [1 h所示。
. F4 g) p2 U" _5 Q: p0 j; [其中，
! j1 g5 W% q# [& A5 O! FP
和
Q
表示节点处具有恒功率性质的有功和
无功负荷；
. H% z% z: @/ P  [! N8 O/ c% r" gG
和
B
# Q* d' D9 b' J0 A3 `5 R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]
；
P
LOAD
0 C+ K$ l# G! b/ Y5 A  z和
# ]7 [- Q! x9 D! [% [! KQ
LOAD
表示系统中总的有功和无功负荷。


" ^# d6 \2 h- z44000  48000  52000  5
3 X7 z8 I; X! h. F& W  i. l6000
, X3 m! W' T. a- r+ p6 L) G4000
6000
4 h2 o: |/ T3 F. M  O* N  r3 {- D8000
10000
( y% q7 W$ K8 c7 s12000
14000
16000
; ^! o! Q( m9 T( R/ [( d18000
' W1 e' E  p' d- N( P, Y3 S20000
2 g. [' U( s# Z" L2 k6 F: bMW/Mvar
- u' X0 P3 i+ k4 y# s+ b% SP
4 s& t6 {' k3 o: J! H) K% b14500  15500  16500  17500  Q
" v/ a9 V; X& yLOAD
/Mvar
0 {' b0 q$ g  G; M- o# p4000
6000
8000
10000
  r, J6 l* I; B9 T3 a2 ]$ a% Y8 e" b12000
14000
/ c* r4 ?0 O) I& t6 ^' p16000
' e3 s0 M! G4 g  d* q! o18000
20000
9 ^' g$ b/ {7 p! h! m* l# VP
Q
( _  B% P6 [% o, zG
B
Q
G
! H" p9 r0 x' pB
# E) ~: i5 ?4 J% p; p# r5 P* X" CMW/Mvar
P
0 L- v, v( W' b4 G! z8 rLOAD
/MW
1 J% I: ]/ A" }3 x( v& f2 F0 U
, U+ [* u2 z9 X) R& x8 p% p图
2  
6 ^+ T' N! ~  h: c+ K: T  
$ C. g; u5 {' c0 c' @% ]1
号等值机的负荷、并联导纳吸收和
7 M4 G/ N4 Q  v( \5 w% S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
  Y0 S+ {/ Z: g$ c7 t" a* ]8 Ost
; q$ {7 {& c5 F* h7 u equivalent
generator and absorbed active power and output  
9 ]9 V; C& r2 ~% _9 s6 Freactive power by shunt admittance and  
total load of East China power grid
9 `% c$ B; {1 C8 ~. J
由图
2
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
& V- r* k" ^1 X* O8 k在近似线性的关系，因此假定各节点的
P
4 P2 y. W' ^, M+ I! S. K* {! R、
; N1 W" R4 _# i( A5 }0 G3 _Q
% g. H' w: {! D( E. q( T、
! P- S: c; C( U2 j7 HG
、
& c. v, s( @" @7 i: ?4 A, ]( C* zB
5 ?$ x7 l9 M( S4 c- m- D* b) s和
P
LOAD
、
# Y  L. D2 K3 D. A# GQ
LOAD
: [1 m; N0 |: v4 R& Z7 }8 M. G之间存在下述线性关系：

P=C
, t2 q0 v6 A/ N% E$ [1 N/ g0p
+C
+ |% Y0 }! [/ M/ z( h7 V! w1p
6 W6 ?) i& x3 {5 [  i×P
LOAD
; Y8 e4 y, ^" G  U1 q! O4 Z+C
: s3 q; t+ X" C+ u9 L1 {1 |  q2p
7 C: {4 Z" u  @; {0 Y- A×Q
' a* E% n" Y- m' U: yLOAD

+ r. u9 f4 d  e' [' T) n1 ^Q=C
) k1 H) \0 w$ I; m/ r7 H+ e0q
+ C% v, x7 M& w4 g& G+C
6 D: r( {' r- v" Q' ~4 P) C1q
×P
+ k* `+ Y6 l& g3 p1 T7 TLOAD
# r; f8 ?0 ^5 J0 v$ C: o9 _* u6 p5 y+C
2q
×Q
LOAD
0 @9 c9 g, D0 C! l- S: ?+ l3 w7 s
  u' Z# j+ ^0 ZG=C
% i" E+ B' i# p0 d8 Y+ c0g
4 R$ G: }9 J2 ^' r% P1 C+C
) Z- V9 d* X+ @6 g0 ~( @  I/ @+ w1g
% C) n6 F5 ]. P- J  k' g×P
LOAD
* \) o, P" J7 s3 p* L# p8 m! I+C
, P9 u" M# Y: i) f3 z2g
×Q
LOAD

B=C
0b
+C
1b
×P
& D& ~7 E+ |+ @: e3 `$ rLOAD
# {7 L) z& `1 @$ z) Y' s2 b+C
' k( o9 E& k. P$ q) G+ T- s. U2b
* m0 u! |; h& W6 Q2 B" s& n5 C×Q
LOAD
9 ]0 W9 ~& Q, Q5 v+ m$ }
  P1 r/ ]( @% U$ Q+ @. o. B6 X; h4 ?其中，
C
  H9 B7 E  f& r4 x" g0p
、
" L" g) t+ s0 ]# XC
1p
、
% }/ [4 V$ W' s  |C
2p
、
! D% C$ v! ?4 s) ]C
0q
、
C
1q
、
% Q& o8 U& }( }. @C
2q
) c! A5 d6 G) F+ l/ R、
C
0g
、
C
: D# b0 ~  t6 Z; n9 z$ N1g
; ?8 P4 q% ?" F- {7 W9 ], c+ ]、
C
& E" n* U0 X. b5 W6 F' B- m2g
2 b4 `2 {/ b4 r4 U3 Y) {+ d- d、
C
' \) ]1 Z. K8 {* J- X0b
、
. G" Q" u+ z; U  f" z( z" u2 d, \C
1b
' @9 r6 {$ c" a) @# L- @、
C
/ {6 n3 ^6 b5 }( W) U9 |2b
为比例系数，它们确定了
) ^' H& I4 u; z1 G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。

" q3 U: v' q: m0 q5 \7 X- K根据典型运行方式下的负荷数据和等值系统
8 l. s$ c/ z1 _3 C6 `3 u* \1 |- i参数，可以运用最小二乘法通过拟合各节点分别得
- S( f8 T, \. C" a1 |到上述比例系数，实际运行中根据采集到的系统总
: {% y  B( M+ H1 p有功和无功负荷便可实时估计出各节点负荷以及
8 p6 m% v- J2 Q, g导纳吸收的有功和发出的无功。
' v9 [5 u; h# a( T. O
3.5   
等值系统需要的实时信息及潮流和稳定计算
- M# D( a5 H9 O! L6 C
当等值系统采用如图
1
8 ?3 N% l* j$ }) o所示的网络结构，并按
3.1~3.4
% a( M4 W+ Y6 A7 o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
) c. S! {: e+ w1 d8 [5 i; m500k V
母线的电压；
2 R) X- R' H7 g" h7 M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
5 |, r9 R2 F# C6 D0 B; P: D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
3 m; S' s6 \& e+ P' y, w6 lPV
节点，
1
号等值机
* c" O! P0 G9 W% i5 L* _作为
Vθ
节点（指定电压为
1
∠
; g# I, O$ N( Y* O" j0
) m  C0 m; E# t°
pu
），
6 F) L+ w- A2 Q2
号等值机作为
PQ
  u& T% B$ _5 w( l" B" o节点，可以对等值系统进行潮流计算，并以计算
9 [' l" Z: R2 X  L- Z' n结果为基础进行稳定计算。

2 F# D* i3 Z! p3 X" E' h) k4   
3 F' C$ B, R: F结果检验与分析
1 S7 ^( a+ d) D
* u, f. N/ M7 o! B; M8 P% }. b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
  e" _3 h" M9 Z& l; h$ f2 _# F8 b值系统参数，并与实际系统进行了比较。为了节省
2 s1 h7 Z# H0 f% J篇幅，表
  Z$ X. A3 I6 c, j" v7 G6 }4 i3
2 _% {* L- \* h仅列出了校验方式下的比较结果。
/ }) I  T% S/ Z: q- H2 a4 x( j3 z$ B# Y
3 l$ p2 A* {6 e9 \" z6 i7 d* l4 C: m表
9 y/ u  j) j: m) V, I+ m9 u3
  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
: J1 g# P0 ^, R/ I  _/ B+ }) x7 T8 |tie-lines’ stability limits under the test operation mode
福双线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
4 y  U, P; }; Z+ a1 z9 S2 N" h后泉线首端故障不切机时
联络线的稳定极限/MW
线路运行/
检修方式
实际系统  等值系统  实际系统  等值系统
* @5 V$ i, L) C8 s正常方式  1120  1105  1000  970
6 b, H7 {' p5 s3 t6 G# M双龙－凤仪  1090  1080  920  910
4 L9 h3 B* s& [) W! {7 a. t3 d双龙－瓯海  1095  1075  945  910
/ }- s3 {4 x1 y( b! G) h1 ?* I* t" S兰亭－凤仪  1110  1105  980  970
凤仪－瓶窑  1110  —  990  —
* u9 U; [4 R2 W" a瓯海－天一  1115  —  990  —
注：表中“—”表示按正常方式处理。
    术  19
调机组，并考虑到可能获得的实时信息情况，首先
5 g' e+ `/ N# o2 I确定了一种适用于华东电网多种运行方式的等值网
, |7 ~! n- j! F8 x; U络结构。基于同调等值法的基本原理
$ p2 N  ]) T% Q$ z2 h[4,5]
$ a. }, w0 B" y7 ?3 V" v( ^，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
4 g, s; [; |% B6 z( {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
系统参数进行实时修正。计算结果表明，采用本文
% ?, ?/ Q& _  W4 W; |方法得到的等值系统能够比较准确地模拟实际系
- U  @, S# q1 n  j, U/ v3 B5 u统，而且等值系统采用实时调整的参数与采用固定
# y% V+ [; K0 H% x5 N0 g3 a! X不变的参数相比，可以更准确地反映电网运行方式
$ \5 _6 ]3 Y& Q9 n# Z的变化，从而更有效地利用联络线的输电能力。
( k3 G* L8 D& i% U
" t# }3 t7 ]5 J- G% ~0 c2   
6 q+ L$ m7 }1 V' d! y1 K等值系统网络结构的确定
: n- R0 J1 _0 @, r& g1 z8 P2 s( ?
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
则确定华东电网等值网络的结构：

9 p! R+ I2 G! \* l5 x（
1
& l, Y' y2 k9 B( _）保留对系统稳定水平影响较大的元件和
节点。

（
2
) ]8 _- ]; B" r& y3 q& C8 k）将地理位置接近且在不同运行方式下故
7 D4 I0 L1 @& D0 ~8 q) \: J# k障后均基本同调的机组划分在一个同调组。

, M6 ~3 V9 Z$ l# B" k& n3 W（
3
）等值网络应尽量简单，所需要的信息容
7 |! I2 K/ y1 e5 I; a1 y易获取，维护简便。

) d" W9 S; M6 l4 L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
; ]+ p; p2 d) a; Z0 V. O# P! v/ ^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
# r& ^- @* i# \% Z  R[13]
，故
将华东电网等值系统的结构确定为：将上海、江苏、
; k3 ?2 J, J' d: ~安徽、阳城等地的机组等值为一台机（以下称为
1
- V3 U  c' o: z( r' d号等值机）；将浙江电网机组等值为一台机（以下称
5 L  J0 Y; l$ O& E/ \8 I3 b! Y为
2
) \: f' t0 H& h* P1 y1 b7 m# l  @. e号等值机）；保留双龙、凤仪、瓯海的
500k V
母
, E/ A; J: E9 s/ b线；保留双龙－凤仪的
500k V
双回线路以及双龙－
" c. f! U$ B# f! [瓯海的
500k V
8 ?/ b: x& L/ K% q" ~8 O线路。等值网络的结构如图
  [5 j+ o+ q1 h( }  e6 _) n+ A, d1
' t6 J1 ~: F8 Q$ K9 J所示。


凤仪
. A- }$ c3 i% C- ~- Y8 @  |双龙
- e8 k+ f6 j$ e, B9 c瓯海
% I2 E$ F. h3 L. c7 X1 c. w福建电网
. M- t: b7 a% a/ P- u8 v1 号等值机
2 号等值机
0 p& F& V7 s  }- `5 E* a2 O
! A' o; M0 |8 Q  ?9 u% ]图
( @. ]1 L+ }9 g% p/ e1
3 X- q& Z1 L5 R5 N) b- a  华东电网等值系统结构图
Fig.1   Diagram of equivalent system for  
& f9 F4 X  y9 j7 m  AEast China power grid
& H+ S+ D" g, Z/ [, m1 x3   
等值系统参数随运行方式变化的规律及
其实时调整

' H9 I: ?& ]1 c# _4 H% D' ?" ?% ]! ]+ B$ U3.1   
' y5 W' j7 u) l5 x: K等值发电机出力
) W: d( x5 n& v1 v* D: O
同调等值法采用恒等功率技术对同调组内的
1 @) l3 d% Y% G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
, F& l$ h5 V0 m* Q3 o5 _- }: X8 w[4,5]
。几种典型运行方式下的等值结果也表明，华
* L* c8 C* w. b% K* n) R1 k东电网中两台等值机的有功和无功出力基本等于
$ _8 w0 j) Z  S  F  k等值前相应区域中各台机组的有功和无功出力之
5 S1 s1 K5 z" k, E! m和。不同运行方式下
2
  A# w1 ~+ b" V8 q7 k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
+ Z$ F8 i6 S* {1
所示。

表
/ \+ N, Y5 {9 ^: w1   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
) ]) M. m* e3 e% N* D1 Hnd

' i/ W3 @  r) \  Y& M& Cequivalent generator and total output power of  
& i- e) J* F1 m! C( B4 [- pgenerators in Zhejiang power grid

浙江电网机组出力之和  2 号等值机出力
3 N  g4 ^% @8 |' P  {9 p: N: x运行方式
/ [- Y0 f( G: M5 ^0 z, g- jP/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
夏季腰荷  12456.0  5267. 6  12356.0  5207.0
1 K* f) z2 X$ d( g; x5 k, z夏季高峰  15611.0  6490. 4  15511.0  6424.0
8 c  L% D/ T6 A3 z1 m( c冬季高峰  14626.0  6337.2  14526.0  6293.0
3 b4 E) p0 @: V因此，在线稳定控制系统在运行过程中取浙江
% M# n( ?* \+ j& F' Q省内各台机组出力之和作为
( b; H" t. Z3 m" j; H2
" F5 l- Y5 H: K9 b- @; F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
( [2 {3 N! Z1 v5 ^- X0 Y( q1
( }; ]1 R: P5 j- w3 g1 i5 A6 g; P0 L号等值机的出力。

3.2   
& _0 H" p% \4 c9 y" X等值发电机动态参数
! J; [7 y- A/ [* _
" V; j. `4 n$ t7 P1 k3 H在目前的计算中，华东电网的机组采用不计阻
7 e: f8 k  Q5 a6 @+ t! j9 T- m4 K尼绕组的双轴模型，不考虑励磁和调速系统的作
) [3 v8 S& e. ?5 M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
和暂态电抗越小，暂态时间常数越大。
% D% y0 w9 L+ o& ?: W8 W- Z
2 h: e0 u* w" S) ^" ]: 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
/ z: y. @5 P; G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
3 R) d% i5 @3 ~0 q1 T越不利
[13]
9 c/ I5 \) Z1 @, x  `，而当华东向福建送电时福建省内发生故
. r+ U* R/ R$ M7 e) `障基本不会影响系统的稳定性。因此，在信息不全
# t7 l4 a; H! {/ L* ]% U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
6 T) K( K$ v% Y- v8 J) z1
号和
8 ^; v# u' r: L$ p$ y2
号等值机的动态参数，
& \8 t+ H+ }0 d+ h1 I3 Y即取机组全部运行情况下的等值机参数。

3.3   
( J9 ~( R/ c& J- \( U) {: d2 a线路参数

本文采用电流变换法（
Current Sink Reduction
- l$ g) V! Y0 z6 L$ K' m4 G3 f3 d1 N4 P，
% B; B2 v" h9 b+ m. Q3 Q- i4 y3 V3 KCSR
# Z% p, n: q4 i. ]& \8 B0 n）进行负荷母线和网络的化简
[4,5]
+ [# `1 D/ D" ?。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
  @+ g: e/ }; f- [5 w" g9 c
9 Z7 A: P, [$ s$ ^根据电网的特点和电网安全稳定运行的需要，福
% K1 k* `; j+ O建电力公司在现有安全稳定控制系统的基础上
; ]  f$ q5 @7 J  L+ {! M[1]
, S, d, C* S  X& f) P( v借鉴
" }# w& x" p, D# H国内外在线稳定控制系统的先进经验
; N( [  W# U. M[2]
/ V! D! T& p  y" B，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
2 P' p; `1 {" [; O& s. \策系统，更好地确保福建电网的安全稳定运行
% E  K) _& O- O5 w- a9 A[3]
  ?8 m; u; j: z$ I2 j/ Z, L: v$ u3 x。

5 G. q( M- V7 N* j& O& s0 @4 o( f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
1 Y0 }  `1 m1 m4 R; C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
  O" s. ^/ e( c4 ~* A  I" H) P5 M需要华东电网的等值简化模型。

$ H) u: i) v( x* U; R: Y根据研究目的和等值方法的不同，动态等值方
/ [% e" W+ g  v6 d) E法主要分为以下
. g# t6 p4 L: q' w3
4 v+ \. E' N! J$ s7 n种
! ~5 Z$ a+ _. c5 Q$ [[4]
; ^9 c+ R& x0 f  N8 g0 Z0 |：①同调等值法，主要适用
6 e# ^+ G4 U9 O0 F) u, k于大扰动下的暂态稳定分析
9 q2 y. y( q! R4 d: k4 `# J! }[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
* x( ^+ ?' {0 V$ R  {# {态稳定分析
[9,10]
! R( {" Y) {2 q5 g4 R: ]；③基于系统动态响应（或量测量）
. H' L8 ]( Q7 \, V2 o来估计和辨识外部系统及其等值参数的方法
[11,12]
9 s. m% S2 I& M) D0 ^8 B。
: m9 o  ~; H/ w, G# N7 J2 V前两种方法需要外部系统的全部数据，第
4 ?! N* t! V5 O+ [3
# h: x9 M6 D. V# t' @2 A种方法
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。
. [6 k# x! Z& X8 _5 ?! T3
; h  n  K- X: J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。
# w: o; @5 ^- ~. x2 k; d
: L1 s. f( ?4 z, r本文在对福建－华东联网系统进行深入研究的
7 h) X- T$ l4 G1 {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
8 Z' r( R, R9 K6 v. Z" ]! [+ |致
! U+ t; m0 C& j0 d) g   
谢

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
/ [" p3 M: j; C9 O9 w& L. w/ {要的数据资料，并给出了许多有益建议；中国电力
+ H; |. g9 c, |1 t: R$ s% P- T科学研究院刘肇旭工程师对于本项研究提出了许
+ m: e" A3 J" g5 s多有指导性的具体意见，在此致以诚挚的谢意。
! O$ q+ X* P" x
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收稿日期：2004-12-02。
/ Y6 }4 }+ n" ?. J- ?# X9 C+ r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
/ h6 y! Q' x* L7 D" |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
. z' H2 Y7 l7 j/ p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
* e6 J6 q' S2 |4 A0 ^的管理工作；
$ @6 C: Z0 C9 r0 Q. B! ]滕   林（1973-），男，博士，从事电网继电保护与稳定控制方面的
2 F9 v' @# m& a3 v9 e3 y+ Z1 ]* w( `; ^研究工作。
) g" V$ D4 M+ I2 w& ]2 o