考虑220kV以下电源的电网稳定计算数据构建方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统稳定仿真技术领域（不是仿真计算方法，应属于仿真计算的 数据支持），具体涉及一种考虑220kV以下电源的电网稳定计算数据构建方法。
【背景技术】
[0002] 电力系统稳定仿真计算不仅是电力系统规划建设、动态特性分析与安全稳定控制 的基本工具，同时也是电力生产调度部门用以指导电网运行的基本依据。我国电网各级调 度目前使用的电网稳定计算工具，是中国电科院开发的电力系统分析程序（Power System Analysis Software Package,英文简称PSASP)。稳定计算分析数据的准确性是仿真结果 真实可靠的基础和如提。
[0003] 纵观近年出台的安全稳定计算技术规范，电网稳定计算分析数据可仅保留220kV 及以上网络，I IOkV及以下网络原则上可简化为一个等值负荷，挂在220kV变电站的I IOkV 侧参与计算。此等值负荷是IlOkV及以下网络中并网电源与当地负荷的抵消，若为正值， PSASP在进行暂态稳定计算时则将其作为常规负荷参与计算，其负荷模型为感应电动机和 恒定阻抗构成的综合负荷模型；若为负值，程序在进行暂态稳定计算时，则自动将其转换为 恒阻抗模型参与计算。
[0004] 目前构建的电网稳定计算数据虽考虑了 IlOkV及以下并网电源对电网稳定的影 响，但仅考虑了其静态特性，并未考虑其暂态特性，具有一定的局限性。随着可再生能源发 电技术在我国的发展，越来越多的分布式电源接入配网，其对电网暂态稳定性的影响不可 忽视。电网稳定计算数据若仅保留220kV及以上网络，基于该数据的稳定计算结果将不能 准确地反映电网实际。
[0005] 为了让电力系统稳定计算数据更加符合实际情况、更精确的反映实际电网的运行 特性，有必要依据IlOkV及以下电网实际网络，将网络中网架线路、变压器、并网电源、负荷 等设备参数形成详细计算网络。但是，构建所有的IlOkv及以下的计算网络将是一个浩大 的工程，再加上现有的220kV及以上网络的计算数据，稳定计算数据也将过于庞大，影响程 序计算速度。由于IlOkV及以下并网电源越多，对主网稳定性影响越大。所以针对含并网 电源容量多、对主网影响大的地区，构建考虑220kV以下并网电源的电网稳定计算数据方 法具有重要意义。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对目前电网数字仿真计算中未考虑220kV以下电源对电网暂 态特性影响的问题，提供一种考虑220kV以下电源的电网稳定计算数据构建方法，使电网 稳定计算分析结果更符合电网运行实际。
[0007] 为了实现以上发明目的，本发明的技术方案如下：
[0008] 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：
[0009] 步骤1.统计地区电网负负荷总有功功率Σρ? ' i为地区电网编号，匕为地区i中 负负荷的有功功率，i e {1，2，…，n}，n为电网中的地区个数，neN+，N+为非负的自然数；
[0010] 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；
[0011] 所述地区电网负负荷总有功功率f pL为电网所属全部220kv变电站的负负荷 之和，负负荷1\的单位为Mff ;
[0012] 步骤2.统计地区电网并网机组总有功出力ΣΡ(· ' i为地区电网编号，Pe为地区i 中开机机组的有功功率，i e {1，2，···，!!}，η为电网中的地区个数，n e N+:
[0013] 所述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；
[0014] 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Mff ; 1:
[0015] 步骤3.计算i地区上网负荷百分比K1:
[0016] 上网负荷百分比K1，如下式（I. 1)表示，
[0017] 1 1.
[0018] i e {1,2，..·，η}，η为电网中的地区个数，n e N+;
[0019] 分子Σρ?·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|]爲+ $:?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 I ::i. 为该地区的总有功发电；
[0020] 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K1;
[0021] 步骤4.构建K1S 16%的地区电网稳定计算数据，方法如下：
[0022] 选择步骤3中K1S 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，IlOkV及以下电网均简化等值为负荷，挂在220kV变电站的IlOkV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；
[0023] 步骤5.构建K1 > 16%的地区电网稳定计算数据，方法如下：
[0024] 选择步骤3中&> 16%的各地区电网的实际电网结构，为所述实际电网结构中 IlOkV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IlOkV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；
[0025] 步骤6.对!^〉16%的地区电网中部分稳定计算数据的重新构建：
[0026] 对步骤5构建的计算数据中可能出现IlOkV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 = 1，2,…，η, n e N+，对每个负负荷母线所接35kV或IOkV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：
[0027] 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，
[0028]
(1.2)
[0029] 式中，X,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 ,表示该电 网中发电机机群集合，Sk表示G ,中第k台发电机额定容量；X k表示G ,中第k台发电机的参 数，k代表该集合中发电机的编号，k = 1，2,…，η, n e N+;
[0030] 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# 和等值电抗X#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 1与电抗X1之比的平均值α ,，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 e 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Pj，无功功 率Q,，负负荷母线计量点记录的最大负荷P]niax、年供电量W ]g、年售电量W]s，将上述参数以及 α ,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；
[0031]
[0032]
[0033] 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Ι\Σ、无功功率 之和Qu;设置等值负荷的有功功率和无功功率分别为1\ ￡和Qu ;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。
[0034] 本发明的工作原理是：通过计算各地区上网负荷百分比&以区分电网各个地区电 网稳定计算数据构建的详细程度--对于K 1S 16%的i地区，构建220kV及以上电网详细 稳定计算数据，IlOkV及以下电网简化等值为负荷；对于&> 16%的i地区，构建IlOkV及 以上电网详细稳定计算数据，