适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法及其在华东电网的应用

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.008

电力建设 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (7): 57-64.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.008

适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法及其在华东电网的应用

杨林超1，楼伯良2，徐政1，周华3，华文2

1.浙江大学电气工程学院，杭州市 310027；2.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州市 310014；3.国网浙江省电力有限公司，杭州市 310007

出版日期:2019-07-01
作者简介:杨林超（1994），男，硕士研究生，主要研究方向为大规模交直流电力系统分析；楼伯良（1965），男，高级工程师，主要从事电力系统稳定分析方面的研究工作；徐政（1962），男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为大规模交直流电力系统分析、直流输电与柔性交流输电、风力发电技术与风电场并网技术、电力谐波与电能质量；周华（1963），男，高级工程师，主要从事输电设备运维管理和技术监督方面的工作；华文（1986），男，工程师，主要从事电力系统分析方面的工作。
基金资助:
国网浙江省电力有限公司科技项目（5211DS16001S）

A Dynamic Equivalent Method for Three-Sequence Network Applied to Electromagnetic Transient Simulation of AC/DC System and Its Application in East China Power Grid

YANG Linchao1， LOU Boliang2， XU Zheng1， ZHOU Hua3， HUA Wen2

1. College of Electrical Engineering， Zhejiang University， Hangzhou 310027， China； 2.Electric Power Research Institute， State Grid Zheijiang Electric Power Co.， Ltd.， Hangzhou 310014， China；3. State Grid Zhejiang Electric Power Co.， Ltd.， Hangzhou 310007， China

Online:2019-07-01
Supported by:
This work is supported by State Grid Zhejiang Electric Power Co.， Ltd. Research Program（No. 5211DS16001S）.

摘要/Abstract

摘要： 电磁暂态仿真能准确模拟交直流系统在不对称故障下的动态特性，为减小仿真计算量，提高仿真效率，需对大规模系统进行等值简化。提出了一种适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法，该方法基于物理等效的动态等值技术，改进了低压网络标准等值结构，考虑了不对称短路故障时的负序和零序电流，采用了一种工程实用的等值发电机参数聚合和控制器模型选取方法，实现了等值前后主网各序网络阻抗相等，提高了等值系统在不对称故障下的仿真精度。该等值方法在网络简化过程中不会产生负电阻支路，同时避免了等值变压器负电阻和负电抗的出现，等值后的系统可直接用于电磁暂态仿真。最后开发了相应的等值软件，并将其应用于华东电网，等值结果验证了所提方法的有效性。

关键词: 大规模交直流系统, 电磁暂态, 动态等值, 三序网络, 不对称故障

Abstract: Electromagnetic transient simulation can accurately simulate the dynamic characteristics of AC/DC power system under asymmetric faults. In order to reduce the amount of simulating calculation and improve the simulation efficiency， it is necessary to simplify the large-scale power system. A dynamic equivalent method for three-sequence network applied to electromagnetic transient simulation of AC/DC system is proposed. On the basis of dynamic reduction technique for the physical equivalence， this method improves the standard equivalent structures of low-voltage networks， takes into account the negative sequence and zero sequence currents under asymmetric short-circuit faults， adopts a practical engineering method of parameter aggregation of equivalent generators and selection of controller models， makes the impedance of each sequence network of the trunk grid equal before and after the simplification， and gets better simulation accuracy of the equivalent system under asymmetric faults. This equivalent method does not produce negative resistance branches in the simplification process， and avoids the emergence of equivalent transformers with negative resistance or reactance. Thus， the equivalent system can be directly used in electromagnetic transient simulation. Finally， the corresponding equivalent software is developed and applied to the equivalence of East China Power Grid. Simulation results verify the effectiveness of the proposed method.

Key words: large-scale AC/DC power system, electromagnetic transient, dynamic equivalence, three-sequence network, asymmetric faults

中图分类号:

TM 743

杨林超，楼伯良，徐政，周华，华文. 适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法及其在华东电网的应用[J]. 电力建设, 2019, 40(7): 57-64.

YANG Linchao， LOU Boliang， XU Zheng， ZHOU Hua， HUA Wen. A Dynamic Equivalent Method for Three-Sequence Network Applied to Electromagnetic Transient Simulation of AC/DC System and Its Application in East China Power Grid[J]. Electric Power Construction, 2019, 40(7): 57-64.

参考文献

［1］徐政. 交直流动态行为分析［M］. 北京：机械工业出版社，2004.
［2］倪以信，陈寿孙，张宝霖. 动态电力系统的理论和分析［M］. 北京：清华大学出版社，2002.
［3］徐政，杨靖萍，段慧. 一种适用于电磁暂态仿真的等值简约方法［J］.南方电网技术，2007，1（1）：37-40.
XU Zheng，YANG Jingping，DUAN Hui. An equivalent reduction method for electromagnetic transient simulation of large-scale power systems［J］. Southern Power System Technology，2007，1（1）：37-40.
［4］张一荻，管霖. 交直流互联电网动态等值的实用化方法［J］. 电力自动化设备，2013，33（2）：120-125.
ZHANG Yidi，GUAN Lin. Practical dynamic equivalence of AC-DC interconnected power network［J］. Electric Power Automation Equipment，2013，33（2）：120-125.
［5］朱琳，葛俊，吴学光，等. 一种工程实用的电力系统等值方法［J］. 电力自动化设备，2017，37（9）：178-184.
ZHU Lin，GE Jun，WU Xueguang，et al. Power system equivalence for practical engineering［J］. Electric Power Automation Equipment，2017，37（9）：178-184.
［6］孙奇珍，蔡泽祥，朱林，等. 互联电网的多端等值方法及其误差分析［J］. 电网技术，2008，32（23）：67-71.
SUN Qizhen，CAI Zexiang，ZHU Lin，et al. Multi-terminal equivalence method of interconnected power system and improvement based on its error analysis［J］. Power System Technology，2008，32（23）：67-71.
［7］翁华，徐政. 一种考虑短路电流指标的动态等值方法［J］. 电力自动化设备，2012，32（9）：85-89，100.
WENG Hua，XU Zheng. Dynamic equivalence based on short circuit current index［J］. Electric Power Automation Equipment，2012，32（9）：85-89，100.
［8］LIN X，GOLE A M，YU M. A wide-band multi-port system equivalent for real-time digital power system simulators［J］. IEEE Transactions on Power Systems，2009，24（1）：237-249.
［9］欧开健. 基于RTDS宽频等值的大规模交直流电网实时仿真技术探讨［J］. 南方电网技术，2013，7（1）：51-53.
OU Kaijian. On RTDS FDNE based real-time simulation technologies for the large-scale AC & DC power system［J］. Southern Power System Technology，2013，7（1）：51-53.
［10］翁华，徐政，王兴刚，等.南方电网交直流系统的简化方法［J］. 电网技术，2012，36（3）：108-112.
WENG Hua， XU Zheng， WANG Xinggan， et al. A reduction method for AC/DC system of China Southern Power Grid［J］. Power System Technology， 2012，36（3）：108-112.
［11］DONG H F， WENG H， HAN F， et al. Reduction and modelling method of large-scale alternating current/direct current power systems for electromagnetic transient simulation［J］. IET Generation Transmission & Distribution，2014，8（10）：1667-1676.
［12］康义，陆韶琦，陈凌云，等. 适用于电磁暂态仿真的大电网简化方法及在南方电网的应用［J］. 电力建设，2017，38（1）：31-38.
KANG Yi， LU Shaoqi， CHEN Lingyun， et al. A reduction method of large power systems for electromagnetic transient simulation and its application in China Southern Grid［J］. Electric Power Construction，2017，38（1）：31-38.
［13］李庚银. 电力系统分析基础［M］. 北京：机械工业出版社，2015.
［14］刘文焯，侯俊贤，汤涌，等. 考虑不对称故障的机电暂态-电磁暂态混合仿真方法［J］. 中国电机工程学报，2010，30（13）：8-15.
LIU Wenzhuo，HOU Junxian，TANG Yong，et al. Electromechanical transient/electromagnetic transient hybrid simulation method considering asymmetric faults ［J］. Proceedings of the CSEE，2010，30（13）：8-15.
［15］欧开健，张树卿，童陆园，等. 基于并行计算机/RTDS的混合实时仿真不对称故障接口交互与实现［J］. 电工技术学报，2016，31（2）：178-185.
OU Kaijian，ZHANG Shuqing，TONG Luyuan，et al. Interface method and implementation for asymmetric fault simulation on parallel computer/RTDS-based hybrid simulator［J］. Transactions of China Electrotechnical Society，2016，31（2）：178-185.
［16］姚淑玲，田华. 基于BPA和PSASP程序的短路电流计算比对［J］.电力系统自动化，2011，35（14）：112-115.
YAO Shuling，TIAN Hua. A comparison between BPA and PSASP software programs for calculating short-circuit current［J］. Automation of Electric Power Systems，2011，35（14）：112-115.
［17］IEEE recommended practice for excitation system models for power system stability studies：IEEE Std 421.5-2016 （Revision of IEEE Std 421.5-2005）［S］. 2016.

[1]	谷鹏1，王平2，韩彬1，项祖涛1，班连庚1，赵红嘎2，焦春雷3. 半波长输电真型试验线路构建分析及其过电压特性[J]. 电力建设, 2018, 39(3): 101-.
[2]	康义，陆韶琦，陈凌云，程改红，徐政. 适用于电磁暂态仿真的大电网简化方法及在南方电网的应用[J]. 电力建设, 2017, 38(1): 31-.
[3]	郑超，李媛. 规模化光伏并网对火电机组次同步振荡特性影响[J]. 电力建设, 2016, 37(9): 62-.
[4]	薛英林，吴方劼，张涛，杨一鸣，刘高任，徐政. 基于PSCAD/EMTDC的多端柔性直流输电系统并行仿真计算[J]. 电力建设, 2016, 37(2): 10-17.
[5]	陈秀娟，夏潮，张翠霞，朱海宇，马振国. 直流接地极线路与同塔或同走廊架设交流输电线路相互影响[J]. 电力建设, 2015, 36(9): 83-87.
[6]	周海强, 张琦兵, 顾康慧. 基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法[J]. 电力建设, 2015, 36(8): 29-33.
[7]	何健，郭丰瑞. 饱和铁心型超导限流器的暂态特性分析[J]. 电力建设, 2015, 36(6): 70-76.
[8]	宋炎侃，陈颖，黄少伟，张节潭，杨立滨. 大规模电力系统电磁暂态并行仿真算法和实现[J]. 电力建设, 2015, 36(12): 9-15.
[9]	姚蜀军，韩民晓,汪燕,万磊. 大规模电网电磁暂态快速仿真方法[J]. 电力建设, 2015, 36(12): 16-21.
[10]	胡涛，朱艺颖，李芳，习工伟，刘翀，王薇薇，董鹏. 适应电网与仿真技术发展的交直流电网动态等值[J]. 电力建设, 2015, 36(12): 36-41.
[11]	王昆洋，王旭红, 李海燕，李娜. 基于模糊自适应的双馈异步风力发电机控制策略[J]. 电力建设, 2014, 35(6): 117-121.
[12]	孔祥波，李威，周海强. 基于EEAC的动态等值模型可信度评估方法[J]. 电力建设, 2014, 35(5): 1-5.
[13]	李新年，李涛，刘耀，王晶芳，庞广恒，陈树勇，雷霄，杨鹏. 华东多直流馈入系统换相失败仿真研究[J]. 电力建设, 2014, 35(12): 77-83.
[14]	卫鹏，周前，汪成根，张俊芳. ±800 kV锦苏特高压直流双极闭锁对江苏电网受端系统稳定性的影响[J]. 电力建设, 2013, 34(10): 1-5.
[15]	何智强1，刘清泉2，齐飞1，周卫华1. 500 kV 无双线线路高抗退出运行的可行性分析[J]. 电力建设, 2011, 32(3): 45-47.

适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法及其在华东电网的应用

A Dynamic Equivalent Method for Three-Sequence Network Applied to Electromagnetic Transient Simulation of AC/DC System and Its Application in East China Power Grid

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价