考虑220kV以下电源的电网稳定计算数据构建方法

摘要

本发明公开了一种考虑220kV以下电源的电网稳定计算数据构建方法，包括如下步骤：1.统计地区电网负负荷总有功功率2.统计地区电网并网机组总有功出力3.计算i地区上网负荷百分比K_i；4.构建K_i≤16％的地区电网稳定计算数据；5.构建K_i＞16％的地区电网稳定计算数据；步骤6.对K_i＞16％的地区电网中部分稳定计算数据的重新构建。本发明通过计算各地区上网负荷百分比K_i以区分电网各个地区电网稳定计算数据构建的详细程度，以此构建了更符合实际的电网稳定计算数据，能更好地描述系统在暂态扰动后220kV以下电网并网电源的动态特性。

主权项

一种考虑220kV以下电源的电网稳定计算数据构建方法，其特征是包括如下步骤：步骤1.统计地区电网负负荷总有功功率i为地区电网编号，P_L为地区i中负负荷的有功功率，i∈{1,2，…，n},n为电网中的地区个数，n∈N⁺，N⁺为非负的自然数；所述负负荷为地区电网中变电站有功负荷由低压侧流向高压侧的负荷；所述地区电网负负荷总有功功率为电网所属全部220kV变电站的负负荷P_L之和，负负荷P_L的单位为MW；步骤2.统计地区电网并网机组总有功出力i为地区电网编号，P_G为地区i中开机机组的有功功率，i∈{1,2，…，n},n为电网中的地区个数，n∈N⁺：i地区电网并网机组有功出力为i地区中220kV及以上电网开机机组的有功功率；将i地区220kV及以上电网中所有并网机组的有功出力相加，即得到i地区电网并网机组总有功出力，记为单位为MW；步骤3.计算i地区上网负荷百分比K_i：上网负荷百分比K_i，如下式(1.1)表示，$K_i=\frac{\left|\underset{i}{\Sigma }{P}_L\right|}{\underset{i}{\Sigma }{P}_G+\left|\underset{i}{\Sigma }{P}_L\right|}\times 100\%---\left(1.1\right)$i∈{1,2，…，n},n为电网中的地区个数，n∈N⁺；分子为i地区电网负负荷总有功功率的绝对值，称为该地区的上网负荷；分母为i地区电网并网机组总有功出力与总负负荷有功功率的绝对值之和，称为该地区的总有功发电；将步骤1、2的统计结果代入式(1.1)，计算得到i地区上网负荷占总有功发电的百分比，称为上网负荷百分比K_i；步骤4.构建K_i≤16％的地区电网稳定计算数据，方法如下：选择步骤3中K_i≤16％的各地区电网的实际电网结构，为所述实际电网结构中220kV及以上电网的所有电力系统元件及控制装置建立适用于电网安全稳定计算的详细模型和参数，110kV及以下电网均简化等值为负荷，挂在220kV变电站的110kV侧；上述地区电网的稳定计算数据由地区电网中各电力系统元件、控制装置及负荷的详细模型和参数构成，其模型及参数以及电网的简化等值均按照国家电网安全稳定计算技术规范Q/GDW404‑2010构建；步骤5.构建K_i＞16％的地区电网稳定计算数据，方法如下：选择步骤3中K_i＞16％的各地区电网的实际电网结构，为所述实际电网结构中110kV及以上电网的所有电力系统元件、控制装置及负荷建立适用于电网安全稳定计算的详细模型和参数；35kV及以下电网均简化等值为负荷，相应地挂在110kV变电站的中压或低压母线侧；上述地区电网的稳定计算数据由地区电网中各电力系统元件、控制装置以及负荷的详细模型和参数构成，其模型及参数以及电网的简化等值均按照国家电网安全稳定计算技术规范Q/GDW404‑2010构建；步骤6.对K_i＞16％的地区电网中部分稳定计算数据的重新构建：对步骤5构建的计算数据中可能出现110kV变电站中压或低压母线所接负荷为负负荷的情况，称这类母线为负负荷母线，假设步骤5中存在j个负负荷母线，j为负负荷母线个数，对每个负负荷母线所接35kV或10kV及以下电网，通过等效步骤重新构建其稳定计算数据，等效步骤如下：步骤6.1将第j个负负荷母线所接电网中所有发电机等效为一个等值发电机：收集该电网中所有发电机的模型及参数，对于已完成参数实测的发电机，收集实测模型和参数；对于已投产但尚未完成参数实测或尚未投产的发电机，应采用制造厂家提供的出厂模型和参数，或参照经过实测的同类型设备，选用合理的模型和参数；等值发电机的模型型号与该电网中容量最大发电机的模型型号一致，模型参数通过下式(1.2)计算得到，$X_j=\frac{\underset{\forall k\in G_j}{\Sigma }{S}_k{X}_k}{\underset{\forall k\in G_j}{\Sigma }{S}_k}---\left(1.2\right)$式中，X_j表示第j个负负荷母线所接电网等效的等值发电机的参数，G_j表示该电网中发电机机群集合，S_k表示G_j中第k台发电机额定容量；X_k表示G_j中第k台发电机的参数，k代表该集合中发电机的编号；步骤6.2计算第j个负负荷母线所接电网的等值阻抗，等值阻抗由等值电阻R_je和等值电抗X_je构成：统计第j个负负荷母线所接电网中所含交流线线路的总条数L，计算该电网中所有线路电阻R_lm与电抗X_lm之比的平均值α_j，其计算公式如下式(1.3)，式中M表示第j个负负荷母线所接电网中所有线路的集合，m代表该集合中线路的编号，m＝1,2,…,L,m∈N⁺；收集第j个负负荷母线的母线参数：电压V_j，负荷的有功功率P_j，无功功率Q_j，负负荷母线计量点记录的最大负荷P_jmax、年供电量W_jg、年售电量W_js，将上述参数以及α_j代入下式(1.4)计算得到第j个负负荷母线所接电网的等值阻抗；${\alpha }_j=\frac{\underset{\forall m\in M}{\Sigma }{R}_{lm}/X_{lm}}{L}---\left(1.3\right)$$R_{je}+{\mathrm{jX}}_{je}=\frac{{V_j}^2{P}_{j\max }(W_{jg}-W_{js})}{W_{jg}({P_j}^2+{Q_j}^2)}+j\frac{{V_j}^2{\alpha }_j{P}_{j\max }(W_{jg}-W_{js})}{W_{jg}({P_j}^2+{Q_j}^2)}---\left(1.4\right)$步骤6.3将第j个负负荷母线所接电网中所有负荷等效为一个等值负荷：统计第j个负负荷母线所接电网中负荷母线的总个数及所有负荷的有功功率之和P_L∑、无功功率之和Q_L∑；设置等值负荷的有功功率和无功功率分别为P_L∑和Q_L∑；除上述两个参数之外，等值负荷的稳定计算数据还包括负荷模型参数，按照国家电网安全稳定计算技术规范Q/GDW404‑2010构建。