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劃中穩定分析的指導價值。本文采用電力系統仿真計算工具，對某兩座直流配套大型水電站近區實際電網數據進行穩定計算，研究不同模型參數對電網穩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；電力系統穩定；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]影響電網規劃中穩定分析的指導價值。

本文采用電力系統仿真計算工具，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電網進行穩定計算，分析不同水電站模型參數的規劃及實測值對電網穩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及近區直流換流站接入方式如圖1所示。本文采用某年豐大規劃數據（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-節點C雙回線以及電站B-節點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-節點C送出線路N-1，觀測曲線為電站A-節點C單回線送出線路功率。

圖1 電站A及電站B近區網架示意圖

（1）電網數據1中相關直流控制模型及兩電站發電機組模型均采用規劃參數，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）、4200MW、4100MW時，曲線振幅逐步變小，即系統的動穩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，系統暫態穩定且動穩滿足要求。

（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失穩。當斷面送出功率分別減至3800MW、3500MW、3400MW時，控制故障下系統的動穩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，系統暫態穩定且動穩滿足要求。

（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劃參數會導致完全不同的動穩特性結論及斷面極限值的制定。

分析仿真結果可知：a）原規劃電網數據中若兩電站均采用規劃模型參數，則其共同送出斷面功率為4100MW左右時，系統穩定；若均采用實測模型參數，則共同送出斷面功率為3400MW時左右，系統穩定。b）分別更換直流模型、電站A機組以及電站B機組模型，均會惡化系統動態穩定性。c）電站A及電站B機組和直流模型全換情況下，動穩特性不滿足要求，系統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，發電機規劃與實測參數的差別將對近區電網動穩及暫穩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劃電網與實際電網的穩定計算偏差。

【參考文獻】

[1]李華，史可琴，范越，等。電力系統穩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。

[2]朱方，湯涌，張東霞，等.發電機勵磁和調速器模型參數對東北電網大擾動試驗仿真計算的影響[J].電網技術，2007，31（4）：69-74.