基于PSS／E的特高压交流系统等值研究

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1、12上海电力2015年第2期基于PSS／E的特高压交流系统等值研究黄磊，程浩忠，苏运，李建华(1．国网上海市电力公司电力科学研究院，上海．200437；2．上海交通大学电气系，上海200240；3．国家电网公司华东分部，上海市200122)摘要：在对特高压交流系统进行电磁暂态仿真时，为简化系统，常需在保证待保留系统边界节点短路容量恒定的条件下对外部网络进行等值。传统等值方法要对边界节点进行逐一短路，获得与边界节点数目相同的节点电压方程，根据节点电压方程组联立求解得到节点导纳矩阵。当边界节点较多时，方程组维数较大，计算过程繁琐。本文利用PSS

2、／E软件中SCEQ模块对特高压浙北～福州工程投产后的华东电网进行等值，将特高压系统作为研究系统，将500kV系统等值为接入特高压中压侧母线的发电机及其互阻抗。通过等值前后无功调压灵敏度和边界母线短路电流对比，验证了等值方法的正确性。关键词：特高压电网；系统等值；短路电流；无功调压中图分类号：TM711文献标志码：A五”规划，并结合实际工程进度，预计到2014年0引言底，特高压浙福线将建成投产。该工程将新建浙继“皖电东送”特高压交流输电示范工程成中、浙南、福州共3个1000kV特高压变电站，新功投运后，华东地区第二条特高压工程一一浙北建浙北一

3、浙中一浙南一福州特高压线路，全长一福州特高压交流输变电工程(以下简称特高压602km。工程建成后，福建和浙江电网安全稳定浙福线)已于2013年4月全面开工建设。由于华运行水平大幅提升，抵御台风、冰灾等自然灾害能东地区通道资源紧张，特高压通道同现有500kV力进一步加强，大大提升沿海核电群应对突发事通道重叠现象不可避免。为了应用仿真软件电磁故的能力，同时提高电网利用效率，节约走廊资暂态计算程序(PSCAD／EMTDC)分析特高压线源。2014年底浙北一福州工程投产后，同特高压路及其邻近500kV线路的电磁暂态性能，需要在相关的华东电网500k

4、V及以上网架图见图1。满足特高压变电站中压侧母线短路容量恒定的条件下对500kV交流系统进行等值。文献[2]提出了基于PSASP短路计算的区域电网等值方法，通过PSASP短路作业求取边界节点的电流源和导纳参数，矩阵运算的维数等于边界节点数，但当日边界节点数较多时，计算量仍较大。文献[3]将o最,'b-乘法的量测方程应用于网络参数的求取，@并借助于EMTP分析了用等值网络代替原网络的可行性。本文利用PSS／E仿真工具中的短路电o流等值模块SCEQ，对特高压浙北～福州输变电工程投产后的华东电网进行等值，同时分别从无图12014年底同特高压相关华

5、东500kV及以上网架图功调压性能和短路电流两方面对等值结果进2基于PSS／E的交流系统等值方法行验证，为特高压浙北～福州交流输变电工程电磁暂态仿真奠定基础。以特高压浙福线下列元件集合为保留系统，对剩余交流系统进行等值。1特高压浙福线投产后华东电网结构(1)1000kV浙北主变及其高、中、低压母线根据“特高压发展规划”和华东电网“十二(2)1000kV浙中主变及其高、中、低压母线2015年第2期上海电力13(3)1000kV浙南主变及其高、中、低压母线式中．E——等值机内电势；Pgi、Q——Js的实部和虚(4)1000kV福州主变及其高、中

6、、低压母线部；、置——等值机内阻抗的实部和虚部。(5)1000kV浙北一浙中双线及其高压电抗结合式(1)和式(2)，可以求得等值机内电势器E～。(6)1000kV浙中一浙南双线及其高压电抗2014年冬季高峰、低谷典型潮流见图3和图器4。(7)1000kV浙南一福州双线及其高压电抗!褐6<一6．91．05．9．1(-9．3105．5．1<．10．01048．5(_10．1浙南浙中浙北～器745_jt355．6(2、39．53358．8(26313~722．8(2)系统简化后的一次接线图如图2所示。Zl4图2特高压浙福线等值简化图将福州中压侧母

7、线、浙南中压侧母线、浙中中爵。压侧母线、浙北中压侧母线、浙北高压侧母线分别图42014年冬季低谷特高压浙福线潮流(单位：MW，MVAR)编号为1、2、3、4、5，即待研究系统的边界母线。2014年冬季高峰／低谷方式下特高压浙福线等值后，边界母线均增加了一台等值发电机～及等值结果如表1一表4所示：相应的三序等值阻抗，表示落点处500kV交流系统的短路容量；边界母线间电磁环网的电气强弱表12014年冬季高峰特高压浙福线等值结果(互阻抗)P．u．／p．u．)由特高压500kV母线间互阻抗Z12、Z13、Z45等表示。需要说明的是，浙南、福州特高压

8、站中压侧互阻抗正序零序Z23．00106+．0138．02777+．1680~同浙北高压侧电气距离较远，等值电抗较大，故等Z13．01350+．1323~1．08168+4．67