大型水電站模型參數差異對斷面極限計算的影響分析

周懋文

【摘 要】直流工程及配套大型電源的安全、穩(wěn)定運行對交流電網有著至關重要的影響。機組仿真模型參數影響電網規(guī)劃中穩(wěn)定分析的指導價值。本文采用電力系統(tǒng)仿真計算工具，對某兩座直流配套大型水電站近區(qū)實際電網數據進行穩(wěn)定計算，研究不同模型參數對電網穩(wěn)定性及相關斷面極限的影響，以期對大型電源及配套直流仿真提供參考。

【關鍵詞】模型參數；電力系統(tǒng)穩(wěn)定；斷面極限

直流工程及配套大型電源大多接入電網末端，與主網電氣距離較遠。直流工程及其配套電源的安全、穩(wěn)定運行對交流電網有著至關重要的影響。因此相關機組仿真模型能否準確地反映實際模型的真實動態(tài)特性，直接影響仿真分析結果的可信度和由此制定的控制策略正確性，[1]-[2]影響電網規(guī)劃中穩(wěn)定分析的指導價值。

本文采用電力系統(tǒng)仿真計算工具，通過對大型水電站A和電站B的機組及其配套直流工程近區(qū)電網進行穩(wěn)定計算，分析不同水電站模型參數的規(guī)劃及實測值對電網穩(wěn)定性及相關斷面極限的影響，以期對大型電源及配套直流仿真提供有益參考。

1.電網仿真計算分析

大型水電站A、B及近區(qū)直流換流站接入方式如圖1所示。本文采用某年豐大規(guī)劃數據（以下稱電網數據1）與該年豐大運行數據（以下稱電網數據2）進行穩(wěn)定計算分析：調整兩套數據中主要斷面潮流保持基本一致后，對電站A-節(jié)點C雙回線以及電站B-節(jié)點C單回線的送出線路斷面極限進行計算。其中，控制故障為電站B-節(jié)點C送出線路N-1，觀測曲線為電站A-節(jié)點C單回線送出線路功率。

圖1 電站A及電站B近區(qū)網架示意圖

（1）電網數據1中相關直流控制模型及兩電站發(fā)電機組模型均采用規(guī)劃參數，電網數據2中采用實測參數。仿真計算可知，當兩電站共同送出斷面（AC+BC）功率分別為4400MW（即電站A、B滿發(fā)）、4200MW、4100MW時，曲線振幅逐步變小，即系統(tǒng)的動穩(wěn)特性隨送出功率減少而逐步變好。對電站A送出線路功率曲線進行prony計算，其阻尼比隨送出功率增大而降低，與曲線結果一致。該斷面送出功率4100MW時，系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定且動穩(wěn)滿足要求。

（2）電網數據1中將兩電站及相關直流模型改為電網數據2所采用實測參數后，對兩電站共同送出斷面極限進行計算：當兩電站共同送出斷面功率為4400MW時，控制故障將造成系統(tǒng)失穩(wěn)。當斷面送出功率分別減至3800MW、3500MW、3400MW時，控制故障下系統(tǒng)的動穩(wěn)特性隨送出功率減少而逐步變好。對電站A送出線路功率曲線進行prony計算，其阻尼比隨送出功率增大而降低，與曲線結果一致。該斷面送出功率3400MW時，系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定且動穩(wěn)滿足要求。

（3）在電網數據1中兩電站共同送出斷面功率4100MW時，分別對兩電站及相關直流模型在：a）未更換電網數據1（即規(guī)劃電網數據）任何模型參數；）僅更換電站A機組模型參數；c）更換電站A及電站B機組模型參數；d）僅更換直流模型參數；e）更換電站A、B機組及直流模型參數為實測值情況下計算：故障后送出斷面功率曲線變化如圖1所示，對電站A送出線路功率曲線進行prony計算，分析阻尼比可知：a）條件下阻尼比最高，e）條件下阻尼比最低且不滿足大于3%要求。因此，仿真中采用實測參數機組模型還是規(guī)劃參數會導致完全不同的動穩(wěn)特性結論及斷面極限值的制定。

分析仿真結果可知：a）原規(guī)劃電網數據中若兩電站均采用規(guī)劃模型參數，則其共同送出斷面功率為4100MW左右時，系統(tǒng)穩(wěn)定；若均采用實測模型參數，則共同送出斷面功率為3400MW時左右，系統(tǒng)穩(wěn)定。b）分別更換直流模型、電站A機組以及電站B機組模型，均會惡化系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性。c）電站A及電站B機組和直流模型全換情況下，動穩(wěn)特性不滿足要求，系統(tǒng)阻尼不足情況最為惡劣。

2.結論

通過對實際電網數據計算分析可知，發(fā)電機規(guī)劃與實測參數的差別將對近區(qū)電網動穩(wěn)及暫穩(wěn)特性造成不同程度的影響，從而影響運行斷面極限值。建議在不同規(guī)劃階段及時更新實測參數，以便減少因模型參數不同而導致的規(guī)劃電網與實際電網的穩(wěn)定計算偏差。

【參考文獻】

[1]李華，史可琴，范越，等。電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算用水輪機調速器模型結構分析[J].電網技術，2007，31（5）：25-28。

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