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考慮220KV以下電源的電網穩定計算數據構建方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510360050.5

申請日:

2015.06.26

公開號:

CN105048450A

公開日:

2015.11.11

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H02J 3/00申請日:20150626|||公開
IPC分類號: H02J3/00; G06F19/00(2011.01)I; G06F9/455 主分類號: H02J3/00
申請人: 國家電網公司; 國網湖南省電力公司; 湖南大學
發明人: 宋軍英; 李欣然; 蔡絲琪; 胡臻
地址: 100031北京市西城區西長安街86號
優先權:
專利代理機構: 長沙星耀專利事務所43205 代理人: 許伯嚴
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510360050.5

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.08|||2015.12.09|||2015.11.11

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種考慮220kV以下電源的電網穩定計算數據構建方法,包括如下步驟:1.統計地區電網負負荷總有功功率2.統計地區電網并網機組總有功出力3.計算i地區上網負荷百分比Ki;4.構建Ki≤16%的地區電網穩定計算數據;5.構建Ki>16%的地區電網穩定計算數據;步驟6.對Ki>16%的地區電網中部分穩定計算數據的重新構建。本發明通過計算各地區上網負荷百分比Ki以區分電網各個地區電網穩定計算數據構建的詳細程度,以此構建了更符合實際的電網穩定計算數據,能更好地描述系統在暫態擾動后220kV以下電網并網電源的動態特性。

權利要求書

1.一種考慮220kV以下電源的電網穩定計算數據構建方法,其特征是包
括如下步驟:
步驟1.統計地區電網負負荷總有功功率i為地區電網編號,PL為地區
i中負負荷的有功功率,i∈{1,2,…,n},n為電網中的地區個數,n∈N+,N+為
非負的自然數;
所述負負荷為地區電網中變電站有功負荷由低壓側流向高壓側的負荷;
所述地區電網負負荷總有功功率為電網所屬全部220kV變電站的負負荷
PL之和,負負荷PL的單位為MW;
步驟2.統計地區電網并網機組總有功出力i為地區電網編號,PG為
地區i中開機機組的有功功率,i∈{1,2,…,n},n為電網中的地區個數,n
∈N+:
所述i地區電網并網機組有功出力為i地區中220kV及以上電網開機機組的
有功功率;
將i地區220kV及以上電網中所有并網機組的有功出力相加,即得到i地區
電網并網機組總有功出力,記為單位為MW;
步驟3.計算i地區上網負荷百分比Ki:
上網負荷百分比Ki,如下式(1.1)表示,
K i = | Σ i P L | Σ i P G + | Σ i P L | × 100 % - - - ( 1.1 ) ]]>
i∈{1,2,…,n},n為電網中的地區個數,n∈N+;
分子為i地區電網負負荷總有功功率的絕對值,稱為該地區的上網負
荷;分母為i地區電網并網機組總有功出力與總負負荷有功功率的
絕對值之和,稱為該地區的總有功發電;
將步驟1、2的統計結果代入式(1.1),計算得到i地區上網負荷占總有功
發電的百分比,稱為上網負荷百分比Ki;
步驟4.構建Ki≤16%的地區電網穩定計算數據,方法如下:
選擇步驟3中Ki≤16%的各地區電網的實際電網結構,為所述實際電網結構中
220kV及以上電網的所有電力系統元件及控制裝置建立適用于電網安全穩定計算的
詳細模型和參數,110kV及以下電網均簡化等值為負荷,掛在220kV變電站的
110kV側;上述地區電網的穩定計算數據由地區電網中各電力系統元件、控制裝
置及負荷的詳細模型和參數構成,其模型及參數以及電網的簡化等值均按照國家
電網安全穩定計算技術規范Q/GDW404-2010構建;
步驟5.構建Ki>16%的地區電網穩定計算數據,方法如下:
選擇步驟3中Ki>16%的各地區電網的實際電網結構,為所述實際電網結構中
110kV及以上電網的所有電力系統元件、控制裝置及負荷建立適用于電網安全穩定
計算的詳細模型和參數;35kV及以下電網均簡化等值為負荷,相應地掛在110kV變
電站的中壓或低壓母線側;上述地區電網的穩定計算數據由地區電網中各電力系統
元件、控制裝置以及負荷的詳細模型和參數構成,其模型及參數以及電網的簡化
等值均按照國家電網安全穩定計算技術規范Q/GDW404-2010構建;
步驟6.對Ki>16%的地區電網中部分穩定計算數據的重新構建:
對步驟5構建的計算數據中可能出現110kV變電站中壓或低壓母線所接負荷為
負負荷的情況,稱這類母線為負負荷母線,假設步驟5中存在j個負負荷母線,
j=1,2,…,n,n∈N+,對每個負負荷母線所接35kV或10kV及以下電網,通過等效步
驟重新構建其穩定計算數據,等效步驟如下:
步驟6.1將第j個負負荷母線所接電網中所有發電機等效為一個等值發電
機:收集該電網中所有發電機的模型及參數,對于已完成參數實測的發電機,收
集實測模型和參數;對于已投產但尚未完成參數實測或尚未投產的發電機,應采
用制造廠家提供的出廠模型和參數,或參照經過實測的同類型設備,選用合理的
模型和參數;等值發電機的模型型號與該電網中容量最大發電機的模型型號一
致,模型參數通過下式(1.2)計算得到,
X j = Σ k G j S k X k Σ k G j S k - - - ( 1.2 ) ]]>
式中,Xj表示第j個負負荷母線所接電網等效的等值發電機的參數,Gj表示
該電網中發電機機群集合,Sk表示Gj中第k臺發電機額定容量;Xk表示Gj中第k
臺發電機的參數,k代表該集合中發電機的編號,k=1,2,…,n,n∈N+;
步驟6.2計算第j個負負荷母線所接電網的等值阻抗,等值阻抗由等值電
阻Rje和等值電抗Xje構成:統計第j個負負荷母線所接電網中所含交流線線路的
總條數L,計算該電網中所有線路電阻Rl與電抗Xl之比的平均值αj,其計算公式
如下式(1.3),式中M表示第j個負負荷母線所接電網中所有線路的集合,m
代表該集合中線路的編號,m=1,2,…,L,m∈N+;收集第j個負負荷母線的母線參
數:電壓Vj,負荷的有功功率Pj,無功功率Qj,負負荷母線計量點記錄的最大負
荷Pjmax、年供電量Wjg、年售電量Wjs,將上述參數以及αj代入下式(1.4)計算得
到第j個負負荷母線所接電網的等值阻抗;
α j = Σ m M R 1 m / X 1 m L - - - ( 1.3 ) ]]>
R j e + jX j e = V j 2 P j max ( W j g - W j s ) W j g ( P j 2 + Q j 2 ) + j V j 2 α j P j max ( W j g - W j s ) W j g ( P j 2 + Q j 2 ) - - - ( 1.4 ) ]]>
步驟6.3將第j個負負荷母線所接電網中所有負荷等效為一個等值負荷:
統計第j個負負荷母線所接電網中負荷母線的總個數及所有負荷的有功功率之
和PL∑、無功功率之和QL∑;設置等值負荷的有功功率和無功功率分別為PL∑和QL
∑;除上述兩個參數之外,等值負荷的穩定計算數據還包括負荷模型參數,按照
國家電網安全穩定計算技術規范Q/GDW404-2010構建。

說明書

考慮220kV以下電源的電網穩定計算數據構建方法

技術領域

本發明屬于電力系統穩定仿真技術領域(不是仿真計算方法,應屬于仿真
計算的數據支持),具體涉及一種考慮220kV以下電源的電網穩定計算數據構
建方法。

背景技術

電力系統穩定仿真計算不僅是電力系統規劃建設、動態特性分析與安全穩定
控制的基本工具,同時也是電力生產調度部門用以指導電網運行的基本依據。我
國電網各級調度目前使用的電網穩定計算工具,是中國電科院開發的電力系統分
析程序(PowerSystemAnalysisSoftwarePackage,英文簡稱PSASP)。穩定
計算分析數據的準確性是仿真結果真實可靠的基礎和前提。

縱觀近年出臺的安全穩定計算技術規范,電網穩定計算分析數據可僅保留
220kV及以上網絡,110kV及以下網絡原則上可簡化為一個等值負荷,掛在220kV
變電站的110kV側參與計算。此等值負荷是110kV及以下網絡中并網電源與當地
負荷的抵消,若為正值,PSASP在進行暫態穩定計算時則將其作為常規負荷參與
計算,其負荷模型為感應電動機和恒定阻抗構成的綜合負荷模型;若為負值,程
序在進行暫態穩定計算時,則自動將其轉換為恒阻抗模型參與計算。

目前構建的電網穩定計算數據雖考慮了110kV及以下并網電源對電網穩定
的影響,但僅考慮了其靜態特性,并未考慮其暫態特性,具有一定的局限性。隨
著可再生能源發電技術在我國的發展,越來越多的分布式電源接入配網,其對電
網暫態穩定性的影響不可忽視。電網穩定計算數據若僅保留220kV及以上網絡,
基于該數據的穩定計算結果將不能準確地反映電網實際。

為了讓電力系統穩定計算數據更加符合實際情況、更精確的反映實際電網的
運行特性,有必要依據110kV及以下電網實際網絡,將網絡中網架線路、變壓器、
并網電源、負荷等設備參數形成詳細計算網絡。但是,構建所有的110kV及以下
的計算網絡將是一個浩大的工程,再加上現有的220kV及以上網絡的計算數據,
穩定計算數據也將過于龐大,影響程序計算速度。由于110kV及以下并網電源越
多,對主網穩定性影響越大。所以針對含并網電源容量多、對主網影響大的地區,
構建考慮220kV以下并網電源的電網穩定計算數據方法具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是針對目前電網數字仿真計算中未考慮220kV以下電源對
電網暫態特性影響的問題,提供一種考慮220kV以下電源的電網穩定計算數據
構建方法,使電網穩定計算分析結果更符合電網運行實際。

為了實現以上發明目的,本發明的技術方案如下:

考慮220kV以下電源的電網穩定計算數據構建方法,包括如下步驟:

步驟1.統計地區電網負負荷總有功功率i為地區電網編號,PL為地區
i中負負荷的有功功率,i∈{1,2,…,n},n為電網中的地區個數,n∈N+,N+為
非負的自然數;

所述負負荷為地區電網中變電站有功負荷由低壓側流向高壓側的負荷;

所述地區電網負負荷總有功功率為電網所屬全部220kV變電站的負負荷
PL之和,負負荷PL的單位為MW;

步驟2.統計地區電網并網機組總有功出力i為地區電網編號,PG為
地區i中開機機組的有功功率,i∈{1,2,…,n},n為電網中的地區個數,n
∈N+:

所述i地區電網并網機組有功出力為i地區中220kV及以上電網開機機組的
有功功率;

將i地區220kV及以上電網中所有并網機組的有功出力相加,即得到i地區
電網并網機組總有功出力,記為單位為MW;

步驟3.計算i地區上網負荷百分比Ki:

上網負荷百分比Ki,如下式(1.1)表示,

K i = | Σ i P L | Σ i P G + | Σ i P L | × 100 % - - - ( 1.1 ) ]]>

i∈{1,2,…,n},n為電網中的地區個數,n∈N+;

分子為i地區電網負負荷總有功功率的絕對值,稱為該地區的上網負
荷;分母為i地區電網并網機組總有功出力與總負負荷有功功率的
絕對值之和,稱為該地區的總有功發電;

將步驟1、2的統計結果代入式(1.1),計算得到i地區上網負荷占總有功
發電的百分比,稱為上網負荷百分比Ki;

步驟4.構建Ki≤16%的地區電網穩定計算數據,方法如下:

選擇步驟3中Ki≤16%的各地區電網的實際電網結構,為所述實際電網結構中
220kV及以上電網的所有電力系統元件及控制裝置建立適用于電網安全穩定計算的
詳細模型和參數,110kV及以下電網均簡化等值為負荷,掛在220kV變電站的
110kV側;上述地區電網的穩定計算數據由地區電網中各電力系統元件、控制裝
置及負荷的詳細模型和參數構成,其模型及參數以及電網的簡化等值均按照國家
電網安全穩定計算技術規范Q/GDW404-2010構建;

步驟5.構建Ki>16%的地區電網穩定計算數據,方法如下:

選擇步驟3中Ki>16%的各地區電網的實際電網結構,為所述實際電網結構中
110kV及以上電網的所有電力系統元件、控制裝置及負荷建立適用于電網安全穩定
計算的詳細模型和參數;35kV及以下電網均簡化等值為負荷,相應地掛在110kV變
電站的中壓或低壓母線側;上述地區電網的穩定計算數據由地區電網中各電力系統
元件、控制裝置以及負荷的詳細模型和參數構成,其模型及參數以及電網的簡化
等值均按照國家電網安全穩定計算技術規范Q/GDW404-2010構建;

步驟6.對Ki>16%的地區電網中部分穩定計算數據的重新構建:

對步驟5構建的計算數據中可能出現110kV變電站中壓或低壓母線所接負荷為
負負荷的情況,稱這類母線為負負荷母線,假設步驟5中存在j個負負荷母線,
j=1,2,…,n,n∈N+,對每個負負荷母線所接35kV或10kV及以下電網,通過等效步
驟重新構建其穩定計算數據,等效步驟如下:

步驟6.1將第j個負負荷母線所接電網中所有發電機等效為一個等值發電
機:收集該電網中所有發電機的模型及參數,對于已完成參數實測的發電機,收
集實測模型和參數;對于已投產但尚未完成參數實測或尚未投產的發電機,應采
用制造廠家提供的出廠模型和參數,或參照經過實測的同類型設備,選用合理的
模型和參數;等值發電機的模型型號與該電網中容量最大發電機的模型型號一
致,模型參數通過下式(1.2)計算得到,

X j = Σ k G j S k X k Σ k G j S k - - - ( 1.2 ) ]]>

式中,Xj表示第j個負負荷母線所接電網等效的等值發電機的參數,Gj表示
該電網中發電機機群集合,Sk表示Gj中第k臺發電機額定容量;Xk表示Gj中第k
臺發電機的參數,k代表該集合中發電機的編號,k=1,2,…,n,n∈N+;

步驟6.2計算第j個負負荷母線所接電網的等值阻抗,等值阻抗由等值電
阻Rje和等值電抗Xje構成:統計第j個負負荷母線所接電網中所含交流線線路的
總條數L,計算該電網中所有線路電阻Rl與電抗Xl之比的平均值αj,其計算公式
如下式(1.3),式中M表示第j個負負荷母線所接電網中所有線路的集合,m
代表該集合中線路的編號,m=1,2,…,L,m∈N+;收集第j個負負荷母線的母線參
數:電壓Vj,負荷的有功功率Pj,無功功率Qj,負負荷母線計量點記錄的最大負
荷Pjmax、年供電量Wjg、年售電量Wjs,將上述參數以及αj代入下式(1.4)計算得
到第j個負負荷母線所接電網的等值阻抗;

α j = Σ m M R 1 m / X 1 m L - - - ( 1.3 ) ]]>

R j e + jX j e = V j 2 P j max ( W j g - W j s ) W j g ( P j 2 + Q j 2 ) + j V j 2 α i P j max ( W j g - W j s ) W j g ( P j 2 + Q j 2 ) - - - ( 1.4 ) ]]>

步驟6.3將第j個負負荷母線所接電網中所有負荷等效為一個等值負荷:
統計第j個負負荷母線所接電網中負荷母線的總個數及所有負荷的有功功率之
和PL∑、無功功率之和QL∑;設置等值負荷的有功功率和無功功率分別為PL∑和QL
∑;除上述兩個參數之外,等值負荷的穩定計算數據還包括負荷模型參數,按照
國家電網安全穩定計算技術規范Q/GDW404-2010構建。

本發明的工作原理是:通過計算各地區上網負荷百分比Ki以區分電網各個
地區電網穩定計算數據構建的詳細程度——對于Ki≤16%的i地區,構建220kV
及以上電網詳細穩定計算數據,110kV及以下電網簡化等值為負荷;對于Ki>16%
的i地區,構建110kV及以上電網詳細穩定計算數據,35kV及以下電網簡化等
值為負荷,若等值負荷為負負荷,則為該負負荷母線所接電網重新構建穩定計算
數據(將電網等效為等值發電機、等值阻抗和等值負荷,由這三種模型參數組成
的數據);以此構建了更符合實際的電網穩定計算數據,能更好地描述系統在暫
態擾動后220kV以下電網并網電源的動態特性。

本發明的有益效果是:

1.使用該方法可提高穩定計算數據的精確度。

本方法考慮了220kV以下電源對電網穩定性的影響,通過上網負荷百分比來
區分影響程度高與低的地區電網,對影響程度高(Ki>16%)的地區電網構建更
詳細的穩定計算數據,因此其精確度相比于當前使用的穩定計算數據的構建方法
有所提高,且更接近實際電網的運行特性。

2.本穩定計算數據的構建方法具有較強實用性。

本方法原始數據通過對電網進行調查統計便可得到,不依賴于實時動態數
據,因此更容易獲得原始數據;本方法對原始數據處理的公式比較簡單易于計算。
因此本方法實用性較強。

3.使用該方法構建的穩定計算數據,在做暫態穩定仿真計算時,能避免
PSASP在暫態穩定計算中強制轉換負負荷的穩定計算數據時造成的計算結果偏
差。

在暫態穩定計算中,PSASP會自動將負負荷的模型轉換為恒阻抗模型參與計
算,由于恒阻抗在暫穩計算過程中不能給系統提供無功支撐,也不能為其所在區
域系統提供恒定有功,因此在暫態穩定計算時,負負荷不能描述在負荷側的并網
電源向110kV或220kV變電站送入有功的暫態特性,從而給計算結果帶來較大的
偏差。使用本發明方法,通過地區負荷上網百分比判斷出負負荷對暫態穩定計算
結果影響較大的地區,為該地區內110kV及以下電網中并網電源均建立了適用于
電網安全穩定計算的發電機模型及參數,從而避免了大量負負荷帶來的暫態穩定
計算結果偏差。

下面結合附圖進一步說明本發明的技術方案。

附圖說明

圖1是A省電網各地區及其聯絡線示意圖。

圖2是1041母線所接10kV電網電力接線圖。

具體實施方式

本發明方法以圖1所示的某A省電網各地區及主要聯絡接線為例予以說明。

見圖1,A省共由5個地區電網組成,按如下步驟構建A省電網考慮220kV
以下電源的穩定計算數據:

1.統計地區電網負負荷總有功功率(i為地區電網編號,PL為地區i中
的負荷,i=1,2,3,4,5):A省的負負荷分布情況見表1所示,A省的負負荷分布
在1地區和4地區,這兩個地區電網所屬全部220kV變電站的負負荷均接在220kV
變電站的110kV母線側,如表1所示,1地區共有7個110kV母線接有負負荷,
4地區共有2個,A省的2、3、5地區均沒有負負荷。將地區電網所屬全部220kV
變電站的負負荷有功PL相加,得到A省5個地區電網負負荷總有功功率
(i=1,2,3,4,5),如表2所示。

表1A省電網負負荷分布情況(單位:MW)


表2A省各地區電網負負荷總有功功率(單位:MW)



2.統計地區電網并網機組總有功出力(i為地區電網編號,PG為地區i
中的開機機組的有功功率,i=1,2,3,4,5):根據A省5個地區220kV及以上電
網并網機組的開機情況(其中1地區和4地區開機機組較多,而2、3、5地區開
機機組較少),將各個地區220kV及以上電網中開機機組的有功功率分別相加,
得到與5個地區相對應的電網并網機組總有功出力(i=1,2,3,4,5),如表
3所示。

表3A省各地區電網并網機組總有功出力(單位:MW)


3.計算i地區上網負荷百分比Ki:

K i = | Σ i P L | Σ i P G + | Σ i P L | × 100 % - - - ( 1.1 ) ]]>

將步驟1、2的統計結果代入Ki定義公式(1.1),計算得到A省5個地區地區
上網負荷占總有功發電的百分比,即上網負荷百分比Ki(i=1,2,3,4,5),如表4
所示。

表4A省各地區上網負荷百分比



4.構建Ki≤16%的地區電網穩定計算數據:

根據步驟3及表4所示的計算結果,選擇步驟3中Ki≤16%的各地區電網的
實際電網結構,A省Ki≤16%的地區是2、3、4、5地區,根據這4個地區實際電
網的結構,為220kV及以上實際電網中所有電力系統元件及控制裝置(包括發電
機、發電機勵磁系統及其附加控制系統、發電機原動機及調速系統、線路和變壓
器以及無功補償裝置)建立適用于電網安全穩定計算的詳細模型和參數,110kV
及以下電網均簡化等值為負荷,掛在220kV變電站的110kV側。上述地區電網的
穩定計算數據由地區電網中各電力系統元件、控制裝置及負荷的詳細模型和參數
構成,其模型及參數以及電網的簡化等值均按照國家電網安全穩定計算技術規范
(Q/GDW404-2010)構建:

4.1電力系統元件發電機的穩定計算數據包括發電機是否開機、所接的母線
名、數據單位(標幺值、有名值)、有功功率PG、無功功率QG、額定容量Sb、
額定功率Pn、同步發電機模型參數、勵磁系統及其附加控制系統模型參數、原
動機及調速系統模型參數。根據發電機在地區電網中的開機情況、分布、銘牌參
數確定前7個計算數據,后3個數據通過建模得到。目前,我國各省市已經完成
了220kV及以上電網中并網機組同步發電機的建模工作,在省電力調度部門有豐
富的經過實測并建立好的同步發電機模型參數可供使用,即便對已投產但尚未完
成參數實測或尚未投產的發電機,也可參考已建模的同類型設備的模型參數。

依據規范(Q/GDW404-2010)對發電機同步發電機模型的相關規定——“同
步發電機應采用考慮阻尼繞組的次暫態電勢(E″d、E″q)變化的詳細模型,建議
隱級(汽輪)發電機采用5~6階次暫態電勢變化模型,凸級(水輪)發電機采
用5階次暫態電勢變化模型,同步調相機按無機械功率輸入的發電機處理。”,
A省2、3、4、5地區中并網機組的同步發電機模型均采用5階次暫態電勢變化
模型,即PSASP6.28版中同步發電機模型型號為3的模型,模型型號對應的模
型及參數可參考PSASP基礎數據庫手冊。

依據規范(Q/GDW404-2010)對發電機勵磁系統及其附加控制系統模型的相
關規定——“應考慮發電機組的勵磁系統及其附加控制系統(如電力系統穩定器
PSS)的作用,根據這些系統實際裝置的調節特性,選用適當的標準仿真模型,
其參數原則上應采用實測參數或同類型系統的實測參數,或(特殊地)采用自定
義模型。”,A省2、3、4、5地區中220kV及以上電網的并網機組全部考慮了
調壓器的作用、部分考慮了PSS模型的作用。模型參數方面,這四個地區大部分
采用了12型調壓器模型及參數,少量采用1、3、6、7、8、14型調壓器模型;
PSS的模型大部分采用4型PSS模型及參數,少量采用1、2型。對模型型號所
指代的模型及參數的說明可參考PSASP基礎數據庫手冊。

依據規范(Q/GDW404-2010)對發電機原動機及調速系統模型的相關規定—
—“進行電力系統穩定計算時,應考慮發電機組的原動機及調速系統。原動機及
調速系統的參數原則上應采用實測參數或制造廠家提供的出廠參。”,A省2、3、
4、5地區中220kV及以上電網的并網機組出3地區有一臺25MW發電機不考慮其
原動機及調速系統,其他所有機組均考慮了原動機及調速系統,且模型型號是1,
對模型型號所指代的模型及參數的說明可參考PSASP基礎數據庫手冊。

4.2依據規范(Q/GDW404-2010),線路和變壓器一般按π型等值電路計算,
模型參數使用實測參數或銘牌參數;無功補償裝置使用實測參數。

4.3負荷:將A省2、3、4、5地區電網中110kV及以下電網簡化等值為負
荷,即該電源與本地負荷抵消,以一等值負荷掛在220kV變電站110kV側,采用
65%感應電動機模型和35%恒阻抗模型組成的負荷模型,在PSASP中,A省這四個
地區電網所有負荷采用的模型型號為1,對模型型號所指代的模型及參數的說明
可參考PSASP基礎數據庫手冊;

5.構建Ki>16%的地區電網穩定計算數據,方法如下:

根據步驟3及表4所示的計算結果,選擇步驟3中Ki>16%的各地區電網的
實際電網結構,A省Ki大于16%的地區是1地區,根據1地區實際電網的結構,
為110kV及以上實際電網中所有電力系統元件、控制裝置及負荷(包括發電機、
發電機勵磁系統及其附加控制系統、原動機及其調速系統、線路和變壓器、無功
補償裝置以及負荷)建立適用于電網安全穩定計算的詳細模型和參數,35kV及
以下電網均簡化等值為負荷,相應地掛在110kV變電站的中壓或低壓母線上。上
述地區電網的穩定計算數據由地區電網中各電力系統元件、控制裝置以及負荷的
詳細模型和參數構成,其模型及參數以及電網的簡化等值均按照國家電網安全穩
定計算技術規范(Q/GDW404-2010)構建。

5.1依據規范(Q/GDW404-2010)對電網簡化等值的相關規定,110kV及以下
低壓電網可進行合理簡化。因此220kV及以上電網并網機組發電機穩定計算數據
構建方法與步驟4相同;110kV層面電網并網機組發電機穩定計算數據構建方法
也與步驟4相同,但同步發電機模型采用型號為1的模型,且不考慮調壓器、調
速器和PSS模型的作用。

5.2變壓器、線路、無功補償設備以及負荷的穩定計算數據構建與步驟4相
同;

6.對Ki>16%的地區電網中部分穩定計算數據的重新構建。

步驟5中僅存在1個負負荷母線:1地區中一個110kV變電站(變電站名為
z)的10kV側母線,母線名為1041,其所接負荷是負負荷。母線1041為負負荷
母線,其所接電網的電力接線圖如圖2所示。通過等效步驟重新構建其穩定計算
數據(由經等效后得到的等值發電機、等值阻抗和等值負荷的所有參數組成),
等效步驟如下:

6.1將母線1041所接電網中所有發電機等效為一個等值發電機:收集該電
網中所有發電機的模型及參數,對于已完成參數實測的發電機,收集實測模型和
參數;對于已投產但尚未完成參數實測或尚未投產的發電機,應采用制造廠家提
供的出廠模型和參數,或參照經過實測的同類型設備,選用合理的模型和參數。
該電網中所有發電機同步發電機模型都是采用暫態電勢變化的2階模型,均不考
慮調壓器、調速器和PSS的作用,統計的發電機模型參數及其額定容量見表5
所示;

表5網絡中各發電機參數



等值發電機的模型也采用暫態電勢變化的2階模型,模型參數通過式(1.2)
計算得到的參數如表6所示。

X j = Σ k G j S k X k Σ k G j S k - - - ( 1.2 ) ]]>

表6等值發電機參數


6.2計算母線1041所接電網的等值阻抗(由等值電阻Rje和等值電抗Xje構
成):由公式(1.3)計算得到該電網中所包含60條線路電阻Rl與電抗Xl比值
的平均值αj為1.064;由公式(1.4)計算得到該電網的等值阻抗為Rje=3.4240Ω,
Xje=3.2190Ω。

α j = Σ m M R 1 m / X 1 m L - - - ( 1.3 ) ]]>

R j e + jX j e = V j 2 P j max ( W j g - W j s ) W j g ( P j 2 + Q j 2 ) + j V j 2 α i P j max ( W j g - W j s ) W j g ( P j 2 + Q j 2 ) - - - ( 1.4 ) ]]>

6.3將母線1041所接電網中所有負荷等效為一個等值負荷:統計該電網中
共有41個負荷的有功功率之和PL∑=1.055MW和無功功率之和QL∑=0.795MW;設置
等值負荷的有功功率和無功功率分別為1.055MW和0.795MW。等值負荷模型采用
65%感應電動機模型和35%恒阻抗模型組成的負荷模型,在PSASP中,采用的模
型型號為1,模型型號對應的模型及參數可參考PSASP基礎數據庫手冊。

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