大型水电站模型参数差异对断面极限计算的影响分析

周懋文

【摘 要】直流工程及配套大型电源的安全、稳定运行对交流电网有着至关重要的影响。机组仿真模型参数影响电网规划中稳定分析的指导价值。本文采用电力系统仿真计算工具，对某两座直流配套大型水电站近区实际电网数据进行稳定计算，研究不同模型参数对电网稳定性及相关断面极限的影响，以期对大型电源及配套直流仿真提供参考。

【关键词】模型参数；电力系统稳定；断面极限

直流工程及配套大型电源大多接入电网末端，与主网电气距离较远。直流工程及其配套电源的安全、稳定运行对交流电网有着至关重要的影响。因此相关机组仿真模型能否准确地反映实际模型的真实动态特性，直接影响仿真分析结果的可信度和由此制定的控制策略正确性，[1]-[2]影响电网规划中稳定分析的指导价值。

本文采用电力系统仿真计算工具，通过对大型水电站A和电站B的机组及其配套直流工程近区电网进行稳定计算，分析不同水电站模型参数的规划及实测值对电网稳定性及相关断面极限的影响，以期对大型电源及配套直流仿真提供有益参考。

1.电网仿真计算分析

大型水電站A、B及近区直流换流站接入方式如图1所示。本文采用某年丰大规划数据（以下称电网数据1）与该年丰大运行数据（以下称电网数据2）进行稳定计算分析：调整两套数据中主要断面潮流保持基本一致后，对电站A-节点C双回线以及电站B-节点C单回线的送出线路断面极限进行计算。其中，控制故障为电站B-节点C送出线路N-1，观测曲线为电站A-节点C单回线送出线路功率。

图1 电站A及电站B近区网架示意图

（1）电网数据1中相关直流控制模型及两电站发电机组模型均采用规划参数，电网数据2中采用实测参数。仿真计算可知，当两电站共同送出断面（AC+BC）功率分别为4400MW（即电站A、B满发）、4200MW、4100MW时，曲线振幅逐步变小，即系统的动稳特性随送出功率减少而逐步变好。对电站A送出线路功率曲线进行prony计算，其阻尼比随送出功率增大而降低，与曲线结果一致。该断面送出功率4100MW时，系统暂态稳定且动稳满足要求。

（2）电网数据1中将两电站及相关直流模型改为电网数据2所采用实测参数后，对两电站共同送出断面极限进行计算：当两电站共同送出断面功率为4400MW时，控制故障将造成系统失稳。当断面送出功率分别减至3800MW、3500MW、3400MW时，控制故障下系统的动稳特性随送出功率减少而逐步变好。对电站A送出线路功率曲线进行prony计算，其阻尼比随送出功率增大而降低，与曲线结果一致。该断面送出功率3400MW时，系统暂态稳定且动稳满足要求。

（3）在电网数据1中两电站共同送出断面功率4100MW时，分别对两电站及相关直流模型在：a）未更换电网数据1（即规划电网数据）任何模型参数；）仅更换电站A机组模型参数；c）更换电站A及电站B机组模型参数；d）仅更换直流模型参数；e）更换电站A、B机组及直流模型参数为实测值情况下计算：故障后送出断面功率曲线变化如图1所示，对电站A送出线路功率曲线进行prony计算，分析阻尼比可知：a）条件下阻尼比最高，e）条件下阻尼比最低且不满足大于3%要求。因此，仿真中采用实测参数机组模型还是规划参数会导致完全不同的动稳特性结论及断面极限值的制定。

分析仿真结果可知：a）原规划电网数据中若两电站均采用规划模型参数，则其共同送出断面功率为4100MW左右时，系统稳定；若均采用实测模型参数，则共同送出断面功率为3400MW时左右，系统稳定。b）分别更换直流模型、电站A机组以及电站B机组模型，均会恶化系统动态稳定性。c）电站A及电站B机组和直流模型全换情况下，动稳特性不满足要求，系统阻尼不足情况最为恶劣。

2.结论

通过对实际电网数据计算分析可知，发电机规划与实测参数的差别将对近区电网动稳及暂稳特性造成不同程度的影响，从而影响运行断面极限值。建议在不同规划阶段及时更新实测参数，以便减少因模型参数不同而导致的规划电网与实际电网的稳定计算偏差。

【参考文献】

[1]李华，史可琴，范越，等。电力系统稳定计算用水轮机调速器模型结构分析[J].电网技术，2007，31（5）：25-28。

[2]朱方，汤涌，张东霞，等.发电机励磁和调速器模型参数对东北电网大扰动试验仿真计算的影响[J].电网技术，2007，31（4）：69-74.