关键词 电力系统 负荷模型 暂态稳定
分类号 TM712 TM74APPLICATIONOFLOADMODELTOTRANSIENTSTABILITYCALCULATIONINELECTRICPOWERSYSTEMFangShuyan，LianShiyuan
ZhengzhouElectricPowerCollege，450004，Zhengzhou，ChinaYangNaigui
He''nanProvincialElectricPowerCompany，450052，Zhengzhou，ChinaHuXuepeng
He''nanElectricPowerUniversityofWorker，450054，Zhengzhou，ChinaAbstract Theloadmodelisanimportantfactorinfluencingpowersystemtransientstability.Uptonow,theloadmodelintransientstabilitycalculationisgenerallyassumedtoberepresentativemotorandconstantimpedance.Inthispapertheauthorprovidessomecalculatedtransientstabilityresultswithconventionalmodelandthatwithmeasuredstaticindextypemodel.ItshowsthatconsiderabLEDifferenceexistsbetweenthetwocasesandwhichmodelconformstopracticalconditionshouldbefurtherstudied.
Keywords powersystems loadmodel transientstability0 引言
电力系统的主要元件有发电机、负荷和电力网络，其数学模型的精确程度直接影响着电力系统暂态稳定计算的结果。目前，河南电力系统暂态稳定计算中，负荷模型采用电动机模型加恒阻抗模型。这种简化的模型存在的问题在于：将一个节点处的综合负荷分为感应电动机负荷和其他负荷两部分，所有感应电动机用一台典型感应电动机的数学模型来表示，负荷用恒阻抗表示。实际上，这与真实情况不相一致。
河南电力系统电网发展两年规划中，安濮鹤地区在检修故障情况下存在稳定问题。由于传统方法上负荷模型与实际负荷相差较大，本文介绍用实测指数模型代替传统的负荷模型对系统暂态稳定计算结果的影响。1 计算方法
安濮鹤地区电网与主网连接，参见图1，联络线为北汤线(新乡火电厂至汤阴变电站)2条、古濮线(古固寨变电站至濮阳变电站)1条。安濮鹤地区电网与主网连接联络线断面，是该网的薄弱环节。增大该断面的传输功率，容易造成电压失稳。讨论安濮鹤地区的暂态稳定计算，主要以联络线断面上的最大安全传输功率为指标。图1 安濮鹤地区电网与主网连接图
Fig.1 ConnectionbetweenAnpuheregionalpowernetworkandthemainpowernetwork电网条件与故障设置为：北汤1线检修，鹤壁电厂停1台机，安濮鹤地区的负荷接近最大负荷900MW，北汤线汤阴出口侧发生永久性单相(A相)接地故障，具体时间为0s发生单相短路，0.15s开关跳开线路A相，1.15sA相重合于故障点，1.30s开关跳开三相线路。固定故障性质和故障切除时间，调节送、受两端出力，以改变联络线断面上的传输功率。用试凑方法分别求出三条联络线断面上的传输功率极限值，即最大安全传输功率。
计算程序采用中国电力科学研究院电力系统分析综合程序(PSASP)；潮流计算采用牛顿法；稳定计算采用隐积分迭代法；100MW及以上发电机采用Eq″变化模型，并考虑调速系统作用，100MW以下发电机则采用Eq″恒定模型，不考虑调速系统作用；负荷模型分别采用传统模型(70电动机 30恒阻抗)和实测静态指数模型。负荷特性由华北电力大学WFT—负荷特性记录装置测量，然后得到静态指数模型。在暂态稳定计算中，选出一组比较典型的具有代表意义的模型为：
其中 P0,Q0,U0分别为有功、无功及电压的基准值；1.99和3.372为有功指数模型和无功指数模型的幂。
判断系统暂态稳定的基本原则为：
a.系统内主力机组之间最大相对角小于180°，并为减幅振荡；
b.系统中主要中枢点电压标幺值在3s前恢复至0.8以上；
c.联络线功率振荡呈衰减趋势。
计算传统负荷模型下暂态稳定性步骤为：河南电网中各节点负荷采用传统模型，按前述方法计算不同潮流情况下的暂态稳定情况，找出临界状态；求出临界状态下联络线总传输功率。
计算实测静态指数负荷模型下暂态稳定性步骤为：
电网中各节点负荷采用实测静态指数模型，用传统负荷模型计算暂态稳定性所采用的方法和条件重新计算，找出临界状态，求出临界状态下联络线总传输功率。
输出数据包括联络线的传输功率，即北汤线和古濮线的功率；功角摆动数据，选取安阳电厂8号机对焦作电厂1号机和鹤壁电厂1号机对姚孟电厂3号机的相对角；节点电压摆动数据，选取安阳电厂220kV母线电压和岳村变电站220kV母线电压。2 计算结果及分析
2.1 计算结果
在采用传统负荷模型时，可以得到电网暂态稳定临界状态下潮流分布(称为运行方式一)，并求出临界状态下联络线的总传输功率。联络线的传输功率为：北汤Ⅱ线，292MW；古濮线，222MW；合计514MW。此时，采用传统负荷模型和采用实测静态指数模型时，功角摇摆曲线、电压变化曲线分别如图2～图5所示。图中两根曲线分别代表两个系统的主力机组或中枢点。图2 运行方式一采用传统负荷模型时功角摇摆曲线
Fig.2 Power-angleswingcurvescalculatedwithconventionalloadmodelunderoperationmode1图3 运行方式一采用传统负荷模型时电压变化曲线
Fig.3 Voltagevariationcurvescalculatedwithconventionalloadmodelunderoperationmode1图4 运行方式一采用实测静态指数模型时功角摇摆曲线
Fig.4 Power-angleswingcurvescalculatedwithmeasuredstaticindextypemodelunderoperationmode1图5 运行方式一采用实测静态指数模型时电压变化曲线[1][2]下一页
