山东和华北电网互联低频振荡问题的分析研究.pdfVIP

and ·226·1k28“c础IenceofChinaElectricPowerConhl The8i$Florileglurn Operation 山东与华北电网互联低频振荡 问题的分析研究 雷鸣程慈源 山东电力调度中心 摘要：通过山东与华北电网互联后稳定问题的研究，给出了联网后山东电网小干扰稳定分 析的实用方法。通过实例计算研究了联网对山东电网内部低频振荡模式的影响，给出了联络线 功率转运对山东电网内部两种不同振荡模式影响的结果．并进行了一定的理论分析。 关键词：电网互联低频振荡功率转运 一、引 言 对电网互联运行安全的最大威胁是运行稳定性的破坏。电力系统稳定按性质可分为三 种：功角稳定、电压稳定和频率稳定。其中功角稳定又分暂态稳定和小干扰稳定。小干扰稳 定问题发生时，联络线往往呈现频率在o．2—2Hz之间的低频功率振荡，这种现象在地区电 网中容易造成稳定事故…，对于互联电网，特别对于具有长条形结构的弱互联交流电网，低 频振荡问题有可能产生更为严重的后果”‘31。 山东电网与华北电网将与近期实现联网，这对于多年来一直独立运行的山东电网来讲是 一次巨大的转变。无论从系统规模、负荷水平还是计算方法、计算速度上，联网对山东电网 的计算分析工作都带来了巨大的挑战。 联网前，根据计算的需要，通过适当化简，山东电网尚能利用QR法计算全部特征值。 联网后，系统规模超出QR法的限制，小干扰稳定问题从计算方法到问题分析都必须有较大 的转变。 本文基于对山东和华北电网互联后小干扰稳定的大量仿真计算，总结出一些经验和规 律。首先对电网联网前后低频振荡问题的性质、研究方法进行了阐述；其次分析了山东与华 北联网前后山东电网内部区间振荡的变化，总结出电网互联对山东电网内部低频振荡模式影 响的规律，得出了一些具有实际应用价值的结论。 二、联网前后小干扰稳定问题的比较 在独立运行的电网中，低频振荡多数呈现局部振荡模式，往往是一台或几台发电机与主 网发生功率振荡。对于局部振荡模式，振荡频率较高，参与的机组较少，只要在少数强相关 机组上增加阻尼，就能显著地增加振荡模式的阻尼。 目前，越来越多的电网为了经济和安全的原因，开始逐步联网。在联网的初期，往往联 系较弱，较易激发区域之间的低频振荡。对于区间振荡模式，参与的机组较多，振荡频率较 低，只有在多数参与机组上增加阻尼，才能显著地增加振荡模式的阻尼。因此，抑制区间振 第Z-十八届中国电网调度运行会议论文选集 。227· 荡模式的低频振荡要比抑制局部振荡模式的低频振荡更加复杂和困难。 联网前，一个省级电网的计算用发电机台数一般只有几十台，根据所采用发电机模型的 不同，小干扰稳定计算规模在400一500阶以内，一般能够满足PSASP程序中OR法计算全特 征值的阶数限制条件，能够一次计算一种运行方式下全部特征值，从而能够掌握系统低频振 荡的所有可能的模式。 但随着电网规模的不断增大，各种调节器和自动装置的广泛应用，使得描述电力系统的 状态方程阶数越来越高，当状态矩阵A的维数相当高时，应用QR方法计算特征值不但计算 工作量很大，计算时间长，而且计算出的特征值可能误差很大，甚至得不出结果，此时OR 方法已不能满足要求。因此，联网后小干扰稳定问题从计算方法到问题分析都必须有较大的 转变。 目前PSASP小干扰稳定计算模块提供了三种特征值计算方法： (1)QR法：求解系统的全部特征值和特征向量； (2)逆迭代转Rayleigh商迭代法：求解系统的部分特征值和特征向量； (3)同时迭代法：求解系统的部分特征值和特征向量。 上述后两种部分特征值法，应用了稀疏矩阵的技术，在系统规模上不受限制，适用于大 电网互联后的小干扰稳定分析和计算。 对于不同的静态稳定分析目的，所关心的只是状态方程矩阵中的