考慮220kV以下電源的電網穩定計算數據構建方法
【技術領域】
[0001] 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】
[0002] 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（Power System Analysis Software Package,英文簡稱PSASP)。穩定計算分析數據的準確性是仿真結果 真實可靠的基礎和如提。
[0003] 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，I IOkV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I IOkV 側參與計算。此等值負荷是IlOkV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。
[0004] 目前構建的電網穩定計算數據雖考慮了 IlOkV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。
[0005] 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IlOkV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IlOkv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IlOkV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】
[0006] 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。
[0007] 為了實現以上發明目的，本發明的技術方案如下：
[0008] 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：
[0009] 步驟1.統計地區電網負負荷總有功功率Σρ? ' i為地區電網編號，匕為地區i中 負負荷的有功功率，i e {1，2，…，n}，n為電網中的地區個數，neN+，N+為非負的自然數；
[0010] 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；
[0011] 所述地區電網負負荷總有功功率f pL為電網所屬全部220kv變電站的負負荷 之和，負負荷1\的單位為Mff ;
[0012] 步驟2.統計地區電網并網機組總有功出力ΣΡ(· ' i為地區電網編號，Pe為地區i 中開機機組的有功功率，i e {1，2，···，!!}，η為電網中的地區個數，n e N+:
[0013] 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；
[0014] 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Mff ; 1:
[0015] 步驟3.計算i地區上網負荷百分比K1:
[0016] 上網負荷百分比K1，如下式（I. 1)表示，
[0017] 1 1.
[0018] i e {1,2，..·，η}，η為電網中的地區個數，n e N+;
[0019] 分子Σρ?·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|]爲+ $:?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 I ::i. 為該地區的總有功發電；
[0020] 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K1;
[0021] 步驟4.構建K1S 16%的地區電網穩定計算數據，方法如下：
[0022] 選擇步驟3中K1S 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，IlOkV及以下電網均簡化等值為負荷，掛在220kV變電站的IlOkV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；
[0023] 步驟5.構建K1 > 16%的地區電網穩定計算數據，方法如下：
[0024] 選擇步驟3中&> 16%的各地區電網的實際電網結構，為所述實際電網結構中 IlOkV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IlOkV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；
[0025] 步驟6.對!^〉16%的地區電網中部分穩定計算數據的重新構建：
[0026] 對步驟5構建的計算數據中可能出現IlOkV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,…，η, n e N+，對每個負負荷母線所接35kV或IOkV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：
[0027] 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，
[0028]
(1.2)
[0029] 式中，X,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，G ,表示該電 網中發電機機群集合，Sk表示G ,中第k臺發電機額定容量；X k表示G ,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,…，η, n e N+;
[0030] 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R# 和等值電抗X#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R 1與電抗X1之比的平均值α ,，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 e N+;收集第j個負負荷母線的母線參數：電壓V j，負荷的有功功率Pj，無功功 率Q,，負負荷母線計量點記錄的最大負荷P]niax、年供電量W ]g、年售電量W]s，將上述參數以及 α ,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；
[0031]
[0032]
[0033] 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Ι\Σ、無功功率 之和Qu;設置等值負荷的有功功率和無功功率分別為1\ ￡和Qu ;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。
[0034] 本發明的工作原理是：通過計算各地區上網負荷百分比&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K 1S 16%的i地區，構建220kV及以上電網詳細 穩定計算數據，IlOkV及以下電網簡化等值為負荷；對于&> 16%的i地區，構建IlOkV及 以上電網詳細穩定計算數據，