（電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)論文）福建電網(wǎng)在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)及相關(guān)問題研究.pdf

析結(jié)果表明，綜合負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的模型、并聯(lián)電容補(bǔ)償以及變壓器和線路的 阻抗對于負(fù)荷的特性有較大的影響，應(yīng)當(dāng)在負(fù)荷模型中得到合理的反映。所得結(jié) 論對于工程實(shí)際中負(fù)荷模型的建立和使用具有重要的參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞：福建電網(wǎng)在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值負(fù)荷模型 堡圭重罌耋三：l 塑主 全2 ：蘭全： a b s t r a c t o w i n g t ot h ef a s td e v e l o p m e n to f f u j i a np o w e rg r i da n di t si n t e r c o n n e e t i o nw i t h e a s tc h i n ap o w e r g r i d ，o p e r a t i o nc o n d i t i o n so f f u j i a np o w e rg r i dh a v eb e c o m em o r e c h a n g e f u la n dc o m p l i c a t e d t oe f f e c t i v e l ye a l m n c es t a b i l i wo ft h ep o w e r 口da n d m a x i m i z eb e n e f i to ft h ei n t e r e o n n e c t i o n ，a l lo n - l i n es t a b i l i t ye o n 仃o is y s t e mb a s e do n o n - l i n ep r e d e c i s i o n , r e a l - t i m em a t c h i n g t h e o r yi su n d e rd e v e l o p m e n tf u rf 匈i a n e l e c t r i cp o w e r c o m p a n y i n t h i sr e p o r t ，f o c u s i n go ns t r u c t u r ea n df u n c t i o nd e s i g no f t h eo n l i n e s t a b i l i t y c o n t r o l s y s t e m ，s t a b i l i t ya n a l y s i s o f f u j i a n - e a s t c h i n a i n t e r c o n n e c t e dp o w e rg r i d , d y n a m i ce q u i v a l e n to fe a s tc h i n ap o w e rg r i df o rt h e o n - l i n es t a b i l i t yc e r i s e ls y s t e m ，a n a l y s i so ni n f l u e n c eo f1 0 a dm o d e l so ut r a n s i e n t s t a b i l i t yo f f u j i a np o w e r g r i d m a i nc o n t r i b u t i o na r em a d e 鵲f o l l o w s ： g e n e r a ls t r u c t u r ea n df u n c t i o n so f t h eo n - l i n es t a b i l i t yc o n t r o ls y s t e ma r ed e s i g n e d _ n 掉s y s t e m i s c o m p r i s e d o fd e c i s i o n s e r v e r s ) m a i n t e n a n c e w o r k s t a t i o na n d c o r r e s p o n d e n c ew o r k s t a t i o n s b a s e do nr e a l - t i m ea c q u i r e dn e t w o r kd a t af r o me m s a n da u t o m a t i o na p p a r a t u s ，t h es y s t e mp 砌o r m sa c e n r a t es t a b i l i t ye v a l u a t i o nf o re a c h c a n d i d a t ec o n t i n g e n c ya n dd e t e r m i n e sc o n t r o l s t r a t e g i e sa g a i n s tt h o s em a yc a u s e n e t w o r k i n s t a b i l i t y ；w h e nd a n g e r o u so p e r a t i o nc o n d i t i o n s 黜d e t e c t e d , i tg i 惴a l a r m s a n ds u g g e s t so p e r a t o r st ot a k ep r e v e n t i v ec o n t r o lm e a s u r e s ；t h es y s t e ma l s oh a s o f f - l i n es t u d ym o d ea n dm a n y c o m p l e m e n t a r yf u n c t i o n s e x p e r i m e n t a lt e s t ss h o w t h a t t h i ss y s t e mh a se x c e l l e n ti n d i c e s ；m o r e o v e r , i tw i l lb e h e l p f u l t om a k es u l t i c i e n tu s eo f c a p a b i l i t yo f g e n e r a t i o n a n d r a n s r a i s s i o ne l e m e n t sa n dw i l lb r i n g g r e a tb e n e f i t s t oe v a l u a t et h ei n f l u e n c eo f o p e r a t i o nc o n d i t i o n so fe a s tc l l i n ap o w e rs y s t e mo n s t a b i l i t yo f t h ee a s t c h i n a - f u j i a ni n t e r c o n n e c ts y s t e m , t h ee f f e c t so f i m p o r t a n tf a c t o r s i ne a s tc h i n an e t w o r k , s u c ha se l e m e n to u t a g e ，g e n e r a t i o ns c h e d u l e ，l o a d i n gl e v e l ， e x c i t a t i o na n dg o v e r n i n gs y s t e m ，l o a dm o d e t ，r e a c t i v ep o w e ra n dv o l t a g el e v e lo n f u s h u a n gl i n e s s t a b i l i t yl i m i t sa r ed e t a i l e d i ya n a l y z e d n 圯m e c h a n i s m i sa l s os t u d i e d a n dm a n yi m p o r t a n tc o n c l u s i o n sa r ed r a w n ，w h i c hn o to n l yg i v ei m p o r t a n tf o u n d a t i o n f o rd y n a m i cr e d u c t i o no fe a s tc l l i p o w e rg r i df o rt h eo n - l i n es t a b i l i t yc o n t r o l s y s t e m ，b u t a l s ow i l lb eh e l p f u lt ot h ed i s p a t c ha n do p e r a t i o no f t h ea c t u a ls y s t e m r e a l - t i m ed y n a m i ce q u i v a l e n c i n go fe a s tc h i n ap o w e rg r i di s p r o p o s e df o r d e v e l o p m e n to ft h eo n l i n es t a b i l i t yc o n t r o ls y s t e m o na w a r e n e s so fr e a l - t i m ed a t a a v a i l a b l e ，f i r s t l yt h e s t r u c t u r eo ft h ee q u i v a l e n tn e t w o r ki sd e t e r m i n e d ，i nw h i c h c r i t i c a ll i n e sa n db u s e sa t ek e p tr e m a i n e da n dc o h e r e n tg e n e r a t o r sa r ea g g r e g a t e d t o g e t h e r b a s e do nf u n d a m e n t a lt h e o r yo fc o h e r e n c yb a s e dd y n a m i cr e d u c t i o n ，t h e r e l a t i o n s h i p sb e t w e e ne q u i v a l e n ts y s t e mp a r a m e t e r sa n da c t u a ls y s t e mv a r i a b l e sa r e s t u d i e d ，a n dac o n c i s em e t h o di sp r o p o s e df o rr e a l t i m ea d j u s t m e n to fe q u i v a l e n t s y s t e mp a r a m e t e r sa c c o r d i n g t oo n l i n ec o l l e c t e da c t u a ls y s t e md a t a t e s tr e s u l t ss h o w 箋娑婪些望至蘭笙 蘭：墜s ：i t h a t e q u i v a l e n ts y s t e mw i t he s t i m a t e d p a r a m e t e r sb ym e a n so ft h i sm e t h o dc a n p r e m s e l ya p p r o x i m a t e t h ea c t u a l s y s t e m ，m o r e o v e r , i tc a np r o p e r l yr e f l e c tt h e v a r i a t i o n o f o p e r a t i o n c o n d i t i o n sa n dm a k ee f f e c t i v eu s eo f t i e l i n e s a v a i l a b l et m s f e r c a p a b i l i t y d i f f e r e n tl o a dm o d e l sh a v eg r e a ti n f l u e n c eo nr e s u l t so f c a l c u l a t i o no ft h eo n 1 i n e s t a b i l i t yc o n t r o ls y s t e m t oi n v e s t i g a t et h e r a t i o n a l i t yo f t h e l o a dm o d e l c u r r e n t l yu s e d b yf u j i a np o w e rg r i d ，f u s h u a n gl i n e s s t a b i l i t yl i m i t sa r ec a l c u l a t e df o rd i f f e r e n t n e t w o r ks t r u c t u r ea n dn o d a ll o a dm o d e l so ff u z h o u p o w e r n e t w o r ka si n d e xo f f u j i a n p o w e rg r i d st r a n s i e n ts t a b i l i t yl e v e l ，a n df a c t o r si n f l u e n c i n gl o a dc h a r a c t e r i s t i c sa n d s y s t e ms t a b i l i t y a r e a n a l y z e d i t i sf o u n dt h a tm o d e lo fi n d u c t i o n m o t o r s 。s h u n t c a p a c i t o r sa n di m p e d a n c eo ft r a n s f o r m e r sa n dp o w e rl i n e sh a v ei m p o r t a n ti n f l u e n c e o nc h a r a c t e r i s t i c so f c o m p o s i t el o a d s ，a n ds h o u l db ea p p r o p r i a t e l yr e p r e s e n t e di nl o a d m o d e l s t h ec o n c l u s i o n sw i l lb e h e l p f u l t oc o n s t r u c t i o na n da p p l i c a t i o no fl o a d m o d e l si ne n g i n e e r i n g p r a c t i c e k e y w o r d s ：f u j i a np o w e rg r i d ；o n l i n e s t a b i l i t y c o n t r o l s y s t e m ；d y n a m i c e q u i v a l e n t ；l o a dm o d e l i ；莖圣翌盔蘭堡圭重2 鑾三立墨主至：耋釜鯊 第1 章緒論 1 1 課題背景及研究的目的和意義 近年來，福建電網(wǎng)有了長足的發(fā)展，已經(jīng)形成了從南到北、由后石電廠至福 州變的5 0 0 k v 沿海2 3 回路主干通道，并通過福州變至浙江雙龍變的2 回5 0 0 k v 線路與華東電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)。目前福建電網(wǎng)的5 0 0 k v 主干網(wǎng)絡(luò)如圖1 1 所示。福 建電網(wǎng)和華東電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了較好的電能互補(bǔ)及跨區(qū)域的電能利用，使 福建和華東電網(wǎng)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，同時(shí)也給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn) 行帶來了一些新的問題f l “。目前電網(wǎng)存在的安全穩(wěn)定問題主要是后石電廠出力 較大或與華東聯(lián)絡(luò)線輸送功率較大時(shí)5 0 0 9 v 系統(tǒng)( 輸電線路或聯(lián)變) 故障，在現(xiàn) 有的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)不能維持穩(wěn)定。為了保證后石電力的送出及增加與華東 聯(lián)絡(luò)線的輸送功率，必須通過安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)才能解決電網(wǎng)的穩(wěn)定問題。 后 雙龍5 0 0 k v 圖卜l 福建電網(wǎng)5 0 0 k ，主干網(wǎng)絡(luò) 目前福建電網(wǎng)的5 0 0 k v 安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)采用的是“離線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹 配”技術(shù)，其缺點(diǎn)是離線計(jì)算工作量大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化后必須重新計(jì)算，運(yùn)行維 護(hù)工作繁重。作為安全穩(wěn)定控制技術(shù)發(fā)展方向的“在線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配”技術(shù) 已在國外某些電網(wǎng)得到實(shí)際應(yīng)用，現(xiàn)有的技術(shù)條件可以滿足“在線預(yù)決策”所必 需的5 分鐘內(nèi)快速?zèng)Q策的要求。為了更好的保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，更加充分 的發(fā)揮聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，福建省電力有限公司將根據(jù)福建電網(wǎng)的特點(diǎn)和保 證電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的需要，在現(xiàn)有的福建5 0 0 k v 電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上， 增加部分設(shè)備，并修改原有裝置的軟件，建立以“在線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配”技術(shù) 為基礎(chǔ)的在線控制決策系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以在線生成策略表，還可以對調(diào)度和 運(yùn)行人員進(jìn)行指導(dǎo)或給出必要的提示。 在線計(jì)算控制策略必須對華東電網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡戎祷?，即用少量的發(fā)電機(jī) 和負(fù)荷來代表原有的部分系統(tǒng)。這是因?yàn)槿绻捎萌A東電網(wǎng)詳細(xì)的模型和數(shù)據(jù)進(jìn) ：耋苫翌盔蘭望圭量2 鏨三籃望謄 釜：耋謄童 行計(jì)算，必然存在計(jì)算量大，計(jì)算時(shí)間長的缺點(diǎn)，同時(shí)由于電網(wǎng)管理和通信方面 的問題，目前福建電力調(diào)度通信中心還不能充分得到華東電網(wǎng)內(nèi)部的全部運(yùn)行信 息。另外華東電網(wǎng)的容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于福建電網(wǎng)，而且兩者是通過長距離的輸電線 路進(jìn)行連接，對華東電網(wǎng)的化簡，不僅不會(huì)對福建電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定仿真計(jì)算結(jié)果 產(chǎn)生太大的影響，還可以在保證必要的精度條件下，極大地節(jié)省計(jì)算時(shí)間，提高 工作效率。 作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)荷模型的選取必然會(huì)對在線穩(wěn)定控制決策 系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生重要的影響。目前福建電力調(diào)度通信中心的日常計(jì)算中，對 于福建電網(wǎng)的負(fù)荷模型通常采用集中在2 2 0 k v 母線( 部分1 1 0 k v 母線) 上的6 0 恒阻抗加4 0 恒功率的負(fù)荷模型?？紤]到電力系統(tǒng)中的綜合負(fù)荷，實(shí)質(zhì)上是 由各種用電設(shè)備、無功補(bǔ)償設(shè)備( 有的地區(qū)還有小型發(fā)電機(jī)) 等經(jīng)過降壓變壓器、 輸配電線路連接而組成的復(fù)雜的電力網(wǎng)絡(luò)。為了檢驗(yàn)現(xiàn)有模型的合理性，并有利 于對負(fù)荷模型的認(rèn)識建模和使用，對于負(fù)荷模型對福建電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響以 及影響負(fù)荷特性的關(guān)鍵因素，也有必要進(jìn)行深入的分析和研究。 1 2 相關(guān)問題的研究現(xiàn)狀 1 2 1 福建電網(wǎng)現(xiàn)有的5 0 0 k v 安全穩(wěn)定控制系統(tǒng) 為了解決與華東聯(lián)網(wǎng)后福建電網(wǎng)存在的暫態(tài)穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、5 0 0 k v 變電站 主變及部分2 2 0 k v 線路過載等問題，福建電網(wǎng)已在福州、莆田、泉卅i 、廈門4 個(gè) 5 0 0 k y 變電站和水口、后石2 座電廠裝設(shè)了以“離線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配”技術(shù)為 基礎(chǔ)的5 0 0 k v 電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)( 簡稱“安控系統(tǒng)”) 【4 l 。該安控系統(tǒng)是保 證福建電網(wǎng)與華東電網(wǎng)互聯(lián)后電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一項(xiàng)重要設(shè)施，它通過檢測后 石電廠送出斷面及福雙聯(lián)絡(luò)線斷面的潮流，并根據(jù)各5 0 0 k v 廠站檢測到的各種故 障、失步及過載等異常運(yùn)行狀況，采取切機(jī)、切負(fù)荷等手段保障主網(wǎng)的安全穩(wěn)定。 5 0 0 k v 安控系統(tǒng)按雙重化原則( 包括通道設(shè)備) 配置，包括“5 0 0k v 安控# 1 ” 和“5 0 0k v 安控# 2 ”兩個(gè)系統(tǒng)。每個(gè)系統(tǒng)配置2 個(gè)主站( 福州變、泉卅f 變) 、4 個(gè)子站( 后石電廠、水口電廠、廈門變、莆田變) 以及3 個(gè)切負(fù)荷執(zhí)行站( 官橋 變、梧稆變、安兜變) 為單套配置單元。另外，在調(diào)度通信中心配置集中管理站。 各廠站的配置和廠站問的通信聯(lián)系如圖卜2 所示。調(diào)度通信中心集中管理站與 5 0 0 k v 安控站之間的通道聯(lián)系如圖卜3 所示。 水口電廠 抖1 莆田變 # 1 百一 ( 主站2 ) 泉州變# 1 ( 主站1 ) 福州變# 1 廈器變h 后夏r i 一一嬰k v 塑一叢一 水磐廠h 稿簍驍 莆田變 樣2 百一 ( 主站2 ) 泉州變粒 廈惡變h 后磊筍廠 一j i 一塑k v 整一豎 p 尹卜一 圖1 25 0 0 k v 安控系統(tǒng)中各廠站的配置和廠站間的通信聯(lián)系 ( n m w x 一a n ) 圖1 3 調(diào)度通信中心集中管理站與5 0 0 k v 安控站之間的通道聯(lián)系 5 0 0 k v 安控雙套系統(tǒng)的直流電源、交流信號、i 0 信號、通信接口及通道組 織等均相互獨(dú)立，各5 0 0 k v 安控系統(tǒng)與調(diào)度通信中心集中管理站( s c m s ) 問的運(yùn) 行也是相互獨(dú)立的。因此，任何一套5 0 0 k v 安控系統(tǒng)退出運(yùn)行( 或s c m s 監(jiān)控系 統(tǒng)退出運(yùn)行) 均不影響整體系統(tǒng)的功能，但會(huì)使系統(tǒng)可靠性下降，因此要求現(xiàn)場 必須在2 4 小時(shí)之內(nèi)處理系統(tǒng)故障并使系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行。 5 0 0 k v 電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置的主要功能有： ( 1 ) 5 0 0 k v 福州、莆田、泉州、廈門主變過負(fù)荷時(shí)采取切機(jī)、切負(fù)荷措施。 主變過載時(shí)可根據(jù)運(yùn)行方式的不同決定切機(jī)或切負(fù)荷措施，以消除主變的過載 ( 目前福州、莆田兩站沒有此功能) 。 ( 2 ) 5 0 0 k v 泉州變的2 2 0 k v 線路( 泉官i 、i i 回線，泉兜線) 過載時(shí)分輪 上海交通大學(xué)博士后研究工作報(bào)告第1 章緒論 次遠(yuǎn)方切官橋變的負(fù)荷。 ( 3 ) 水口電廠的2 2 0 k v 線路( 水北i 、i i 回，水建線，水惠線) 過載時(shí)采 取切機(jī)措施。 ( 4 ) 5 0 0 k v 系統(tǒng)在正常及檢修方式下出現(xiàn)單一故障引起的暫態(tài)穩(wěn)定問題時(shí)， 利用大量的離線計(jì)算控制策略表方法采取切機(jī)、切負(fù)荷等措施。 ( 5 ) 5 0 0 k v 福雙線送出功率時(shí)，若福雙斷面跳閘，則采取聯(lián)切水口、后石 電廠機(jī)組的措施。 5 0 0 k v 電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置的切機(jī)策略為： ( 1 ) 當(dāng)水口電廠機(jī)組的可切出力p s k ( 電廠總出力扣除一臺(tái)容量最小機(jī)組的 出力) 大于所需切機(jī)容量r i 時(shí)，發(fā)令切水口電廠機(jī)組；否則，判斷后石電廠最 大單機(jī)可切出力p h 。是否大于所需切機(jī)容量尸。i ，若大于則切后石電廠的一臺(tái)機(jī) 組，否則切后石電廠的一臺(tái)機(jī)組及水口電廠的相應(yīng)機(jī)組。 ( 2 ) 切水口電廠機(jī)組時(shí)福州站向水口電廠發(fā)送切機(jī)命令及切機(jī)容量p 0 3 ，由 水口電廠自動(dòng)選擇切機(jī)機(jī)組；切后石電廠機(jī)組時(shí)向后石電廠發(fā)送切一臺(tái)機(jī)組的命 令及切機(jī)容量尸捫由后石電廠選擇切除出力接近切機(jī)容量且偏大的機(jī)組。 5 0 0 k v 電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)采用的是傳統(tǒng)的“離線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配”技 術(shù)，即首先對于預(yù)想的各種工況和故障條件，運(yùn)用暫態(tài)穩(wěn)定時(shí)域仿真程序離線確 定系統(tǒng)應(yīng)該采取的穩(wěn)定控制措施，并將這些措施歸納、整理成策略表，當(dāng)系統(tǒng)發(fā) 生故障時(shí)，由穩(wěn)定控制裝置根據(jù)故障前運(yùn)行工況和實(shí)際故障信息，在策略表中近 似匹配查出相應(yīng)的控制措施，并付諸實(shí)施 5 圳。該系統(tǒng)投運(yùn)后顯著提高了福建電 網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平，及其向華東電網(wǎng)輸電的容量。其缺點(diǎn)是離線計(jì)算工作量大， 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化后必須重新計(jì)算，運(yùn)行維護(hù)工作繁重，控制策略往往偏于保守，而 且電網(wǎng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)難以預(yù)料的運(yùn)行方式，此時(shí)安控系統(tǒng)將失去作用【l 。，l l 】。 1 2 2 在線穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 如前所述，基于“離線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配”技術(shù)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)存在著 固有的缺陷。安全穩(wěn)定控制的理想方法是控制系統(tǒng)可以在故障發(fā)生后，根據(jù)電網(wǎng) 的實(shí)際運(yùn)行工況和檢測到的故障信息，快速計(jì)算出控制決策并實(shí)施控制f 1 2 - 1 5 。這 種方法得到的控制措施完全針對電網(wǎng)的實(shí)際情況，且不需要進(jìn)行無用的計(jì)算，但 是要求計(jì)算控制決策的速度非?？臁Ｄ壳斑@種方法尚處于研究階段，還沒有在實(shí) 際系統(tǒng)中使用。 目前在電網(wǎng)的在線穩(wěn)定控制方面研究較多的是“在線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配”技 術(shù)，且已經(jīng)在一些電網(wǎng)中得到應(yīng)用。這種方法是在正常運(yùn)行方式下由狀態(tài)估計(jì)得 出故障前系統(tǒng)的狀態(tài)，按照給定的預(yù)想事故集，在線計(jì)算出每種事故后維持暫態(tài) 4 上海交通大學(xué)博士后研究工作報(bào)告第1 章緒論 穩(wěn)定所需的控制決策，并將他們存儲(chǔ)于控制裝置的策略表中。這種計(jì)算每隔一定 時(shí)間進(jìn)行一次，并不斷更新控制決策。一旦檢測到故障信息，則立即從存儲(chǔ)器中 取出相應(yīng)的控制決策，實(shí)施控制。相關(guān)問題的研究集中在故障篩選、穩(wěn)定性判別 以及控制措施的確定等方面。 1 9 9 5 年，日本中部電力株氏會(huì)社投運(yùn)了世界上首套基于“在線預(yù)決策，實(shí) 時(shí)匹配”技術(shù)的在線穩(wěn)定控制( t s c ) 系統(tǒng)，該系統(tǒng)獲得了美國愛迪生電力協(xié)會(huì) 的愛迪生獎(jiǎng)1 1 6 , 1 7 1 ；在國內(nèi)，南京電力自動(dòng)化研究院研究開發(fā)了o p s 一1 的在線預(yù) 決策的暫態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)，并應(yīng)用于廣東韶關(guān)、四j 1 1 - - 灘、山東、秦嶺等電網(wǎng)中， 該系統(tǒng)曾獲2 0 0 3 年國家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng) 1 8 - 2 3 】；近年來華中電網(wǎng)也研發(fā) 了用e m s 實(shí)時(shí)信息進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算并實(shí)現(xiàn)控制的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)曾獲2 0 0 4 年國家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步三等獎(jiǎng) 2 4 , 2 5 。 上述系統(tǒng)一般都具備“在線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配”的核心功能。o p s l 的在 線預(yù)決策系統(tǒng)一般用于解決電網(wǎng)局部特別是電廠送出系統(tǒng)的穩(wěn)定問題，華中電網(wǎng) 的穩(wěn)定控制系統(tǒng)也主要解決電網(wǎng)中部分5 0 0 k v 線路的穩(wěn)定問題。 在核心的計(jì)算軟件方面，日本中部電力的t s c 系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算采用四 階龍格一庫塔法進(jìn)行數(shù)值積分；南京電力自動(dòng)化研究院的o p s 一1 采用的是 e e a c 法；華中電網(wǎng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)以電科院的p s a s p 程序?yàn)橛?jì)算工具，不對 原程序作任何修改，利用計(jì)算機(jī)的內(nèi)核技術(shù)，對b i o s 進(jìn)行重構(gòu)，將其嵌入安控 系統(tǒng)中，首先根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行方式構(gòu)造p s a s p 程序的輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算后讀取其 輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 在對外部電網(wǎng)的處理方面，日本中部電力對于外部網(wǎng)絡(luò)采用簡單的三機(jī)六負(fù) 荷等值模型，秦嶺等電廠的o p s 一1 對于外部電網(wǎng)采用其典型方式數(shù)據(jù)，華中電 網(wǎng)沒有外網(wǎng)數(shù)據(jù)而采用全網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。 國內(nèi)外同類安控系統(tǒng)策略表的刷新周期，一般在5 l o 分鐘左右。 福建電網(wǎng)將在充分借鑒國內(nèi)外先進(jìn)成果的基礎(chǔ)上，從電網(wǎng)特點(diǎn)和調(diào)度運(yùn)行的 實(shí)際出發(fā)，建立起功能更加全面，技術(shù)更加先進(jìn)的在線穩(wěn)定控制系統(tǒng)。 1 2 3 電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，加大了對電力系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)計(jì)算機(jī)機(jī)時(shí)、 內(nèi)存、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備及結(jié)果分析等方面的困難。實(shí)際上，人們在對大型電力系統(tǒng)進(jìn)行 動(dòng)態(tài)研究時(shí)，往往只是對其中某一個(gè)區(qū)域最感興趣( 稱為研究系統(tǒng)) ，而對距此 區(qū)域較遠(yuǎn)的區(qū)域( 稱為外部系統(tǒng)) ，研究中可以只考慮其對研究區(qū)域的影響，而 不必對其內(nèi)部做詳細(xì)的描寫。為了突出主要矛盾，便于掌握研究系統(tǒng)的主要特征， 可以保留研究系統(tǒng)不變，而對外部系統(tǒng)在保證其對研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)影響不發(fā)生太 上海交通大學(xué)博士后研究工作報(bào)告第1 章緒論 大畸變的條件下，進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕惦A和化簡，這種過程稱為動(dòng)態(tài)等值。當(dāng)用對等值 系統(tǒng)的研究代替對原系統(tǒng)的研究時(shí)，既能極大地節(jié)省人力和物力，又能保持工程 所需的研究精度。 關(guān)于動(dòng)態(tài)等值的分析研究，最早始于二十世紀(jì)六十年代后半期，目的主要是 為了節(jié)省內(nèi)存、提高計(jì)算速度以及計(jì)算分析的效率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展， 計(jì)算機(jī)硬件已經(jīng)能夠滿足目前大部分電力系統(tǒng)分析軟件的要求，因此目前等值程 序主要用于物理仿真系統(tǒng)或者在線的動(dòng)態(tài)安全分析。 根據(jù)研究目的和等值方法的不同，動(dòng)態(tài)等值的方法主要包括以下三種： 同調(diào)等值法，主要適應(yīng)大規(guī)模電力系統(tǒng)在大擾動(dòng)下的暫態(tài)穩(wěn)定分析【2 6 。3 4 1 。其 特點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)已知，要分析大擾動(dòng)下的系統(tǒng)暫態(tài)過程，系統(tǒng)呈強(qiáng)非線性。 其對動(dòng)態(tài)等值的要求是研究系統(tǒng)應(yīng)在同一大擾動(dòng)下，等值前后有接近的轉(zhuǎn)子搖擺 曲線。同調(diào)等值法分為以下幾個(gè)步驟：( 1 ) 劃分研究系統(tǒng)( 區(qū)域) 和外部系統(tǒng)( 區(qū) 域) ，等值過程中保留研究區(qū)域不變，僅對外部區(qū)域做等值簡化；( 2 ) 判斷外部 系統(tǒng)中的同調(diào)發(fā)電機(jī)群( 設(shè)擾動(dòng)發(fā)生在研究區(qū)域) ；( 3 ) 對同調(diào)發(fā)電機(jī)母線做合 并化簡；( 4 ) 網(wǎng)絡(luò)化簡；( 5 ) 同調(diào)發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)聚合。 模式等值法，主要適應(yīng)大規(guī)模電力系統(tǒng)在小擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析p 5 刪。其 特點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)己知，在小擾動(dòng)下系統(tǒng)可用線性化的微分方程描述，對動(dòng) 態(tài)等值的要求是研究系統(tǒng)在等值前后應(yīng)有接近的模式及模態(tài)分步。等值過程中首 先要形成外部系統(tǒng)的線性化系統(tǒng)狀態(tài)方程，通過系數(shù)矩陣做特征根分析，在此基 礎(chǔ)上對外部系統(tǒng)做高度簡化并保留其主特征根。 估計(jì)等值法，主要適應(yīng)大規(guī)模電力系統(tǒng)的在線動(dòng)態(tài)安全分析1 4 】4 s 】。其特點(diǎn)是 系統(tǒng)工況多變、結(jié)構(gòu)多變，但有大量實(shí)測量( 如節(jié)點(diǎn)電壓、線路功率等等) 可利 用。對動(dòng)態(tài)等值的要求是快速對外部系統(tǒng)進(jìn)行辨識等值，以便對研究系統(tǒng)做動(dòng)態(tài) 安全分析，并應(yīng)保證研究系統(tǒng)在等值前后有接近的動(dòng)態(tài)安全分析結(jié)果。適應(yīng)該情 況前等值法為。該方法基于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)( 或量測量) 來估計(jì)和辨識外部系統(tǒng) 及其等值參數(shù)。 同調(diào)等值法和模式等值法都需要外部系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)，這在實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行 中往往難以做到；估計(jì)等值法需要對系統(tǒng)施加擾動(dòng)或利用系統(tǒng)自身的隨機(jī)擾動(dòng)， 然而對于實(shí)際運(yùn)行中的系統(tǒng)而言不可能頻繁地燕加擾動(dòng)；另外，三種方法均只能 針對電網(wǎng)的某一種運(yùn)行方式進(jìn)行等值，不能反映實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化。因此， 上述三種方法均不能簡單直接的應(yīng)用于福建電網(wǎng)在線穩(wěn)定控制系統(tǒng)中對外部網(wǎng) 絡(luò)的等值化簡，對此有必要研究既能準(zhǔn)確地模擬實(shí)際系統(tǒng)，又能準(zhǔn)確反映實(shí)際系 統(tǒng)運(yùn)行方式變化的等值方法。 6 1 2 4 負(fù)荷模型的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 負(fù)荷是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確程度對于電力系統(tǒng)分析 的結(jié)果有很大的影響。建立一個(gè)具體的用電設(shè)備的數(shù)學(xué)模型相對來說并不十分困 難，但是在電力系統(tǒng)分析中，沒有必要也不可能對成千上萬個(gè)具體負(fù)荷逐個(gè)地進(jìn) 行描述，而往往需要知道的是反映某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的全部負(fù)荷，即所謂綜合負(fù)荷動(dòng)靜 態(tài)性能的數(shù)學(xué)模型。綜合負(fù)荷中除了最末端的各種用電設(shè)備外，還可能包括降壓 變壓器，輸配電線路、各種無功補(bǔ)償、調(diào)壓裝置，甚至一些容量很小的發(fā)電機(jī)等。 這些設(shè)備通過這個(gè)節(jié)點(diǎn)從系統(tǒng)中取用的有功和無功功率與該節(jié)點(diǎn)的電壓及系統(tǒng) 頻率的關(guān)系式即稱為該節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型【4 ”。 由于負(fù)荷的多樣性、隨機(jī)性和時(shí)變性，建立完全精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)十分困難 的工作。多年以來，國內(nèi)外都對這一工作進(jìn)行了大量的研究而使其成為一個(gè)專門 的研究領(lǐng)域【5 m 0 】。建立負(fù)荷模型的方法很多，總體上可以分為“統(tǒng)計(jì)綜合法”與 “總體測辨法”兩大類。統(tǒng)計(jì)綜合法是將節(jié)點(diǎn)負(fù)荷看成個(gè)別用戶的集合，先將這 些用戶的用電器分類，并確定各種類型的用電器的平均特性，然后統(tǒng)計(jì)出各類用 電器所占的比重，從而綜合得出總的負(fù)荷模型?？傮w測辨法是先從現(xiàn)場采集測量 數(shù)據(jù)，然后確定一個(gè)合適的負(fù)荷數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)，再根據(jù)現(xiàn)場的測試數(shù)據(jù)辨識出模 型中所含的參數(shù)值。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。前者簡單易行，但準(zhǔn)確性差；后者可 以采用現(xiàn)代系統(tǒng)辨識理論對現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而得出與實(shí)際系統(tǒng)更為接 近的數(shù)學(xué)模型。但是由于實(shí)際系統(tǒng)很難使電壓、頻率大范圍變化，因此獲得準(zhǔn)確 的負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性仍有困難。 對負(fù)荷模型本身的分類方法很多。從模型是否反映負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性來看，可 以分為靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。從模型是否線性可分為線性模型與非線性模型。從 模型是否與系統(tǒng)頻率相關(guān)分為電壓相關(guān)模型和頻率相關(guān)模型。從模型的導(dǎo)出方式 區(qū)分，可分為機(jī)理式模型和輸入輸出式模型。 i e e e 負(fù)荷建模工作組于1 9 8 2 年成立，之后對指導(dǎo)負(fù)荷建模的研究和應(yīng)用起 到了重要的作用。關(guān)于仿真計(jì)算方面，1 9 9 5 年該工作組在文獻(xiàn) 5 3 】中推薦了用于 電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真的標(biāo)準(zhǔn)化模型。該文獻(xiàn)基于大量研究和調(diào)查，提出了一些觀點(diǎn) 和建議，對于各國的負(fù)荷建模工作都有很好的指導(dǎo)作用。建議采用的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷模 型如下： ( 1 ) 關(guān)于靜態(tài)負(fù)荷，i e e e 建議采用的模型是： 7 去5 ( _ j v2 + 弘塌晰，刊 。、 + 巧：( 茜廠2 ( + ：廠) 。 k 0 = 1 一( 足p f + 尺0 + 巧，+ ，：) 矗2 k ( 黔巧r 弘喁時(shí)( 1 + 悄) ：， + ：( 茜 啪( - + ：y ) 、 k q ：= 1 - ( k q 。+ k # + k n + k q a 其中，只。和q 知分別是靜態(tài)負(fù)荷的有功和無功占總負(fù)荷的比例。 ( 2 ) 關(guān)于動(dòng)態(tài)模型，i e e e 建議采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型，將性能相近的馬達(dá)進(jìn) 行等值處理，綜合成幾個(gè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷。關(guān)于電動(dòng)機(jī)參數(shù)，推薦了如表1 1 表1 1i e e e 推薦的電動(dòng)機(jī)模型參數(shù) 類型 r sx sx mr r) oabdh 負(fù)載率 10 0 3 10 13 20 0 1 8o 1 81000 7o 6 20 0 1 30 0 6 73 80 0 0 9o 1 710o1 50 8 30 0 1 3o 1 42 40 0 0 90 1 21o00 8o 7 40 0 1 3o 1 42 40 0 0 90 1 21o01 5o 7 50 0 7 70 1 0 72 _ 2 20 0 7 90 0 9 8lo00 7 40 4 6 60 0 3 50 0 9 42 80 0 4 8o 1 6 31ooo 9 3o 6 70 0 6 40 0 9 12 _ 2 30 0 5 9o 0 7 lo 2oo0 3 4o _ 8 其中：類型1 表示小型工業(yè)馬達(dá)；類型2 表示大型工業(yè)馬達(dá)；類型3 表示水泵； 類型4 表示電廠輔機(jī)；類型5 表示民用綜合馬達(dá)；類型6 表示工業(yè)和民用綜合馬 達(dá)；類型7 表示空調(diào)綜合馬達(dá)。黜、x s 、x m 、r r 、x r 、h 分另口代表定子電阻、 定子漏抗、激磁電抗、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電抗和慣性時(shí)間常數(shù)，a 、b 、d 為和電 動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩特性有關(guān)的系數(shù)： 量：4 f 墮1 + b 生+ c + d f 生1 ( 1 3 ) 乙。l ojol oj 。 c = 1 一( 4 + b + d ) 在國內(nèi)，各電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)和規(guī)劃設(shè)計(jì)部門在分析計(jì)算中也分別采用了 不同的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型。靜態(tài)負(fù)荷模型主要有以下兩種： 上海交通大學(xué)博士后研究工作報(bào)告第1 章緒論 l a 型p 名字護(hù)+ p 2 v + b + 只( 1 + ) f ， i q = q o iq l y 2 + q 2 礦+ q 3 + q 4 ( 1 + a j l d o ) 1 刪甚q o 鬈囂篙f ：箋，l q = q l 礦2 + q 2 礦+ q 3 ) l + ) ( 1 4 ) ( 1 5 ) 對于l a 有：丑+ 昱+ b + 只= 1 0 ，q l + q 2 十易+ q 4 = 1 0 ；對于l b 有 e + b + = 1 0 ，q 1 + q 2 + g = 1 0 。 動(dòng)態(tài)模型同樣也是采用電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型，其參數(shù)為： 表1 2 國內(nèi)部分單位采用的電動(dòng)機(jī)模型參數(shù) 【類型r sx sx m r rx rabch t o 00 2 9 53 4 9 7o 0 20 1 20 8 5oo 1 51 1 10 0 1 30 1 l3 0o 0 1 20 1 20 7 7 40 2 0 70 4 3 31 其中，a 、b 、c 為和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩特性有關(guān)的系數(shù)： 7 ， 爭= 4 + b c o 。+ c ( 1 6 ) m 0 4 瑤+ b o o o + c = 1 目前，福建電力調(diào)度通信中心采用的負(fù)荷模型為l b 型靜態(tài)負(fù)荷模型，其中， 弓= q l = 0 6 ，b = q = 0 4 ，即6 0 恒阻抗加4 0 恒功率的負(fù)荷模型，另外考 慮頻率變化l 時(shí)負(fù)荷的有功和無功分別變化2 - 2 和一2 5 。負(fù)荷主要集中在 2 2 0 k v 母線和個(gè)別1 1 0 k v 母線。 考慮到負(fù)荷模型的選取必然會(huì)對在線穩(wěn)定控制系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響，而 電力系統(tǒng)中的綜合負(fù)荷，實(shí)質(zhì)上是由各種用電設(shè)備、無功補(bǔ)償設(shè)備等經(jīng)過降壓變 壓器、輸配電線路連接而組成的復(fù)雜的龜力網(wǎng)絡(luò)。福建電網(wǎng)現(xiàn)有負(fù)荷模型的合理 性，綜合負(fù)荷中各因素對負(fù)荷特性以及系統(tǒng)穩(wěn)定水平的影響，都有必要進(jìn)行深入 的研究。 1 3 本文的主要工作 本文以福建電網(wǎng)在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)的研究與開發(fā)為背景，圍繞在線穩(wěn)定 控制決策系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)、福建一華東聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定分析、在線穩(wěn) 定控制系統(tǒng)中對華東電網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)等值以及負(fù)荷模型等方面進(jìn)行了研究，主要 工作如下： 對于福建電網(wǎng)在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)。整個(gè)系 統(tǒng)由安裝在福建電力調(diào)度中心的決策服務(wù)器、維護(hù)工作站、與e m s 系統(tǒng)以及現(xiàn)場 9 上海交通大學(xué)博士后研究工作報(bào)告 第1 章緒論 穩(wěn)控裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通訊工作站組成。該系統(tǒng)能夠根據(jù)電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行方 式，對每個(gè)預(yù)想故障確定適當(dāng)?shù)目刂拼胧?，旦發(fā)生事故即能快速實(shí)施，從而大 大提高電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行水平。當(dāng)電網(wǎng)處于不利的運(yùn)行方式時(shí)，該系統(tǒng)具各告警功 能，可以提示調(diào)度員采取相應(yīng)的預(yù)防控制措施，而且，該系統(tǒng)還具備離線的分析 研究功能。 基于華東電網(wǎng)的典型運(yùn)行方式數(shù)據(jù)，以福雙線的穩(wěn)定極限做為衡量指標(biāo)，定 量研究了華東電網(wǎng)中元件檢修、開停機(jī)方式、負(fù)荷水平、勵(lì)磁和調(diào)速系統(tǒng)、負(fù)荷 模型等因素對系統(tǒng)穩(wěn)定水平的影響，并對各因素影響穩(wěn)定性的機(jī)理進(jìn)行了研究。 得出的一些結(jié)論對于電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行以及在線穩(wěn)定控制系統(tǒng)中對華東電網(wǎng)的處 理具有重要的參考價(jià)值。 對于在線穩(wěn)定控制系統(tǒng)中對華東電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)等值提出了完整的解決方案。通 過保留重要的元件和節(jié)點(diǎn)，適當(dāng)劃分同調(diào)機(jī)組，并考慮到可能獲得的實(shí)時(shí)信息情 況，首先確定了一種能適用于華東電網(wǎng)多種運(yùn)行方式的等值網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?；谕{(diào) 等值法的基本原理，通過對幾種典型運(yùn)行方式下等值系統(tǒng)參數(shù)與實(shí)際系統(tǒng)的總負(fù) 荷和發(fā)電量之間的關(guān)系進(jìn)行研究，提出了用簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系來近似表示等值系統(tǒng) 參數(shù)和實(shí)際系統(tǒng)變量之間的變化規(guī)律，實(shí)際運(yùn)行中貝4 根據(jù)采集到的信息對等值系 統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正的方法。計(jì)算結(jié)果表明，采用本文方法得到的等值系統(tǒng)，同 樣能夠比較準(zhǔn)確地模擬實(shí)際系統(tǒng)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，等值系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)調(diào)整的參數(shù)與采 用固定不變的參數(shù)相比，可以更準(zhǔn)確的反映電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化，能夠更有效的 利用聯(lián)絡(luò)線的輸電能力。 為了檢驗(yàn)福建電網(wǎng)現(xiàn)有模型的合理性，并有利于對負(fù)荷模型的認(rèn)識建模和使 用，對福州地區(qū)電網(wǎng)采用不同的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)負(fù)荷模型下，福雙線的穩(wěn)定極限 進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算和分析結(jié)果表明，綜合負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的模型、并聯(lián)電容補(bǔ) 償以及變壓器和線路的阻抗對于負(fù)荷的特性有較大的影響，應(yīng)當(dāng)在負(fù)荷模型中得 到合理的反映。所得出的結(jié)論對于實(shí)際電網(wǎng)中負(fù)荷模型的建立和使用，具有重要 的借鑒意義。 1 0 上海交通大學(xué)博士后研究工作報(bào)告第2 章福建電網(wǎng)在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究 第2 章福建電網(wǎng)在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究 2 1 引言 影響深遠(yuǎn)的美國“8 1 4 ”大停電，除了揭示出美國電網(wǎng)存在著缺乏總體規(guī)劃 和統(tǒng)一調(diào)度管理等各方面問題，還從側(cè)面表明了能夠自動(dòng)適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化 的在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)的重要性：大停電發(fā)生前數(shù)小時(shí)就出現(xiàn)了多處線路跳閘 和發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行的情況，由于缺乏必要的工具，調(diào)度人員并沒有認(rèn)識到電網(wǎng)已 經(jīng)處于危險(xiǎn)的狀態(tài)下，而此時(shí)傳統(tǒng)的以“離線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配”技術(shù)為基礎(chǔ)的 緊急控制裝置已不可能適應(yīng)這種多重故障相繼發(fā)生后的電網(wǎng)運(yùn)行方式，只有基于 “在線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配”技術(shù)的在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)才有可能計(jì)算出當(dāng)時(shí)實(shí) 際電網(wǎng)運(yùn)行方式下的緊急控制策略，有效避免大停電事故的發(fā)生。 近年福建電網(wǎng)有了很大發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)了與華東的雙回路交流聯(lián)網(wǎng)，電網(wǎng)的運(yùn) 行方式和運(yùn)行工況更加多變和復(fù)雜。根據(jù)福建電網(wǎng)的特點(diǎn)和保證電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的 需要，福建省電力有限公司將在現(xiàn)有的福建5 0 0 k v 電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 上，增加部分設(shè)備，并修改原有裝置的軟件，建立以“在線預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配” 技術(shù)為基礎(chǔ)的在線控制決策系統(tǒng)。 本章對福建電網(wǎng)在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研 究。該系統(tǒng)不僅可以在線生成策略表，還可以對調(diào)度和運(yùn)行人員進(jìn)行指導(dǎo)或給出 必要的提示，同時(shí)系統(tǒng)還具備研究模式和豐富的輔助功能。 2 ，2 在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)的總體配置 在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)的總體配置如圖2 - 1 所示。整個(gè)系統(tǒng)由安裝在福建電 力調(diào)度中心的決策服務(wù)器、維護(hù)工作站、與e m s 系統(tǒng)以及現(xiàn)場穩(wěn)控裝置進(jìn)行數(shù) 據(jù)交換的通訊工作站組成，需要刷新策略表的安全穩(wěn)定控制裝置裝設(shè)在后石電 廠、水口電廠和5 0 0 k v 福州變、莆田變、泉州變、廈門變。位于中調(diào)的主站系 統(tǒng)采用高可靠性的雙機(jī)雙網(wǎng)方式。 上海交通大學(xué)博士后研究工作報(bào)告第2 章福建電網(wǎng)在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究 圖2 - 1在線控制決策系統(tǒng)總體配置 2 2 1 決策服務(wù)器 在線決策服務(wù)器是福建電網(wǎng)在線穩(wěn)定控制決策系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)與福建中 調(diào)e m s 系統(tǒng)和位于現(xiàn)場的安全穩(wěn)定控制裝置進(jìn)行通信，并計(jì)算當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行方 式下的控制策略。為了提高系統(tǒng)的可靠性，兩套決策服務(wù)器采用主備的運(yùn)行方式， 并由其中的一臺(tái)服務(wù)器負(fù)責(zé)對兩臺(tái)服務(wù)器形成的策略表結(jié)果進(jìn)行裁決。在線決策 服務(wù)器主要功能包括： 保存穩(wěn)定控制決策計(jì)算所需的福建電網(wǎng)系統(tǒng)模型、各種系統(tǒng)元件模型和參 數(shù)； 接收e m s 系統(tǒng)當(dāng)前的電網(wǎng)運(yùn)行信息，接收各安穩(wěn)站實(shí)測的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù) 并寫入本地的數(shù)據(jù)庫； 根據(jù)上述數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)； 利用狀態(tài)估計(jì)的結(jié)果進(jìn)行潮流計(jì)算，為暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算確定系統(tǒng)的初始狀 態(tài)； 對預(yù)想事故集中的每個(gè)事故進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定判斷，若失穩(wěn)則進(jìn)一步計(jì)算出相 應(yīng)的穩(wěn)定控制策略