运 行 可 靠 性 与 广 域 安 全 防 御 瞿 寒 冰 等 计 及 暂 态 电 压 约 束 的 负 荷 恢 复 能 力 快 速 计 算 续 的 时 间 限 值 见 附 录 表 文 献 提 出 用 一 组 包 含 电 压 跌 落 门 槛 值 8 和 可 接 受 最 大 持 续 时 间 ( 8 的

第 卷 第 ' 期 年 & 月 日 /0' 1 计 及 暂 态 电 压 约 束 的 负 荷 恢 复 能 力 快 速 计 算 瞿 寒 冰 刘 玉 田 山 东 大 学 电 气 工 程 学 院 山 东 省 济 南 市 '! 摘 要 电 力 系 统 恢 复 过 程 中 需 要 确 定 变 电 站 的 单 次 最 大 负 荷 恢 复 量 通 常 主 要 考 虑 系 统 频 率 和 稳 态 电 压 的 约 束 文 中 在 此 基 础 上 加 入 了 暂 态 电 压 安 全 的 约 束 限 制 建 立 了 确 定 变 电 站 最 大 负 荷 恢 复 量 的 数 学 模 型 基 于 描 述 暂 态 电 压 安 全 问 题 的 二 元 表 构 建 了 分 析 暂 态 电 压 安 全 的 微 分 代 数 方 程 组 对 系 统 中 各 部 分 组 成 进 行 适 当 简 化 在 保 证 精 度 的 前 提 下 提 高 了 计 算 速 度 提 出 一 种 改 进 的 二 分 法 对 模 型 进 行 求 解 该 方 法 考 虑 了 每 次 迭 代 的 约 束 裕 度 加 快 了 搜 索 寻 优 时 的 收 敛 速 度,((( 节 点 算 例 和 山 东 电 网 仿 真 结 果 表 明 了 模 型 的 有 效 性 和 方 法 的 快 速 性 关 键 词 电 力 系 统 恢 复 负 荷 恢 复 暂 态 电 压 安 全 二 分 法 中 图 分 类 号 "#$"#$ 引 言 大 停 电 发 生 后 的 系 统 恢 复 过 程 通 常 分 为 个 阶 % 段 即 黑 启 动 网 架 重 构 及 负 荷 恢 复 负 荷 恢 复 作 为 系 统 恢 复 的 最 后 阶 段 其 目 标 是 在 较 短 的 时 间 内 尽 可 能 多 地 恢 复 负 荷 负 荷 完 全 恢 复 一 般 需 要 经 历 几 个 小 时 常 通 过 分 批 多 次 投 入 来 完 成 单 次 负 荷 恢 复 可 能 是 条 甚 至 多 条 线 路 的 同 时 投 入 其 时 间 窗 口 应 为 秒 级 加 之 恢 复 初 期 系 统 规 模 较 小 和 大 停 电 后 的 冷 负 荷 启 动 特 性 若 单 次 投 入 的 负 荷 量 过 大 可 能 引 起 电 压 频 率 等 问 题 如 果 单 次 投 入 的 负 荷 量 过 小 则 会 增 加 操 作 次 数 延 缓 恢 复 进 程 因 此 确 定 合 适 的 负 荷 恢 复 步 长 对 加 快 系 统 恢 复 进 程 具 有 重 要 意 义 文 献 ' 在 扩 展 潮 流 计 算 的 基 础 上 求 出 运 行 点 的 灵 敏 度 仅 考 虑 频 率 约 束 得 出 负 荷 恢 复 量 通 过 最 优 潮 流 和 松 弛 负 荷 量 的 方 法 优 化 该 值 文 献! 考 虑 了 冷 负 荷 恢 复 的 典 型 特 性 建 立 了 调 速 器 及 出 力 爬 坡 速 度 的 模 型 应 用 粒 子 群 算 法 来 寻 找 最 优 值 文 献 $ 研 究 了 负 荷 恢 复 和 系 统 并 网 问 题 考 虑 了 网 络 3 潮 流 不 可 行 和 电 压 热 稳 定 的 约 束 限 制 且 频 率 约 束 通 过 动 态 仿 真 来 实 现 文 献 & 根 据 各 种 原 动 机 的 简 化 方 框 图 近 似 求 得 其 频 率 的 响 应 率 由 此 得 出 允 许 频 率 限 制 下 的 最 大 负 荷 恢 复 量 目 前 的 负 荷 恢 复 研 究 较 为 详 细 地 考 虑 了 频 率 的 限 制 关 于 电 压 问 题 的 考 虑 主 要 从 稳 态 网 络 潮 流 的 约 束 出 发 而 对 暂 态 电 压 变 化 过 程 分 析 较 少 系 统 收 稿 日 期 %% 修 回 日 期 %'%' 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 '&$$ 恢 复 初 期 如 果 单 次 负 荷 恢 复 量 过 大 或 功 率 传 输 的 电 气 距 离 过 长 负 荷 投 入 时 的 初 始 冲 击 可 能 会 导 致 暂 态 电 压 过 低 引 起 电 动 机 堵 转 甚 至 电 压 失 稳 本 文 结 合 实 际 恢 复 方 案 制 定 中 遇 到 的 情 况 在 确 定 变 电 站 最 大 负 荷 恢 复 量 时 引 入 了 暂 态 电 压 安 全 的 约 束 构 建 了 分 析 暂 态 电 压 安 全 的 微 分 代 数 方 程 组 将 描 述 暂 态 电 压 安 全 问 题 的 二 元 表 作 为 暂 态 电 压 约 束 满 足 情 况 的 判 据 提 出 用 改 进 的 二 分 法 对 模 型 进 行 求 解 加 快 了 搜 索 寻 优 时 的 收 敛 速 度 暂 态 电 压 安 全 约 束 暂 态 电 压 安 全 包 括 暂 态 电 压 稳 定 "/ 和 暂 态 电 压 可 接 受 性 "/ 两 方 面 本 文 主 要 基 于 "/ 来 考 虑 暂 态 电 压 安 全 问 题 "/ 是 从 电 力 用 户 的 角 度 对 暂 态 电 压 安 全 性 概 念 的 补 充 即 故 障 后 系 统 能 够 保 证 负 荷 节 点 电 压 低 于 某 个 给 定 值 的 持 续 时 间 不 超 过 预 定 时 段 否 则 认 为 电 压 是 暂 态 不 安 全 的 由 于 系 统 网 架 的 未 完 全 恢 复 负 荷 投 入 时 的 初 始 冲 击 可 能 会 引 起 严 重 的 暂 态 电 压 下 降 另 外 负 荷 中 电 动 机 的 启 动 影 响 较 大 其 暂 态 电 压 响 应 速 度 一 般 要 快 于 频 率 的 响 应 过 程 上 述 两 方 面 原 因 造 成 在 某 些 情 况 下 暂 态 电 压 下 降 严 重 而 频 率 仍 满 足 要 求 因 此 有 必 要 在 确 定 变 电 站 单 次 最 大 负 荷 恢 复 量 时 引 入 暂 态 电 压 安 全 的 约 束 对 电 力 系 统 的 暂 态 电 压 安 全 性 进 行 分 析 时 需 要 一 种 能 够 定 量 评 估 暂 态 电 压 安 全 与 否 的 实 用 化 判 据 文 献 对 不 同 的 暂 态 电 压 降 落 标 准 进 行 调 查 列 出 了 各 种 标 准 下 的 暂 态 低 电 压 水 平 和 所 能 持 &

运 行 可 靠 性 与 广 域 安 全 防 御 瞿 寒 冰 等 计 及 暂 态 电 压 约 束 的 负 荷 恢 复 能 力 快 速 计 算 续 的 时 间 限 值 见 附 录 表 文 献 提 出 用 一 组 包 含 电 压 跌 落 门 槛 值 8 和 可 接 受 最 大 持 续 时 间 ( 8 的 二 元 表 8 ( 8 来 描 述 对 "/ 的 要 求 文 献 在 该 二 元 表 的 基 础 上 给 出 了 山 东 电 网 对 扰 动 后 各 节 点 "/ 的 要 求 并 确 定 了 低 压 切 负 荷 装 置 的 低 电 压 定 值 标 幺 值 和 延 时 定 值 $' 6 本 文 基 于 暂 态 电 压 降 落 标 准 和 二 元 表 的 定 义 保 守 地 确 定 负 荷 恢 复 过 程 中 描 述 暂 态 电 压 安 全 的 二 元 表 为 &'6 最 大 负 荷 恢 复 模 型 系 统 恢 复 过 程 中 根 据 电 网 的 运 行 状 态 确 定 待 恢 复 变 电 站 的 单 次 最 大 负 荷 恢 复 量 时 需 要 在 考 虑 频 率 和 稳 态 电 压 约 束 的 基 础 上 加 入 反 映 暂 态 电 压 安 全 的 动 态 变 化 约 束 电 压 约 束 电 压 约 束 包 括 稳 态 电 压 约 束 和 暂 态 电 压 约 束 两 方 面 稳 态 电 压 约 束 通 过 求 解 给 定 负 荷 下 的 潮 流 断 面 即 可 检 验 暂 态 电 压 约 束 需 要 在 考 虑 适 当 的 发 电 机 负 荷 和 网 络 模 型 的 基 础 上 通 过 求 解 微 分 代 数 方 程 组 来 分 析 考 察 本 文 在 分 析 暂 态 电 压 变 化 过 程 时 对 系 统 中 各 部 分 模 型 进 行 了 适 当 简 化 在 保 证 精 度 的 同 时 提 高 了 计 算 速 度 负 荷 模 型 为 恒 阻 抗 和 电 动 机 相 结 合 的 动 态 模 型 其 中 电 动 机 采 用 了 考 虑 转 子 绕 组 暂 态 的 机 电 暂 态 模 型 该 阶 模 型 相 对 于 机 械 暂 态 模 型 在 暂 态 过 程 中 具 有 更 好 的 仿 真 精 度 其 数 学 表 达 式 为 ) *+, 6<*- *. )/< */ /< /*- ( * ( < ) (9 /(. 式 中 为 电 动 机 端 电 压 为 转 子 侧 暂 态 电 势, 6 为 定 子 电 阻 * 为 暂 态 电 抗 为 同 步 电 抗 ( 为 定 子 开 路 暂 态 时 间 常 数 ( < 为 惯 性 时 间 常 数 ( 9 和 ( 分 别 为 机 械 负 载 转 矩 和 电 磁 转 矩 为 了 考 虑 电 压 的 动 态 变 化 过 程 应 加 入 励 磁 控 制 系 统 的 影 响 此 时 发 电 机 模 型 宜 采 用 忽 略 阻 尼 绕 组 的 变 化 模 型 网 络 方 程 式 用 节 点 电 压 法 可 表 示 为 式 中 为 导 纳 矩 阵 为 节 点 电 压 向 量 为 节 点 注 入 电 流 向 量 分 析 暂 态 电 压 变 化 时 发 电 机 和 负 荷 通 过 修 改 导 纳 矩 阵 中 相 应 节 点 的 导 纳 值 和 注 入 电 流 来 参 与 网 络 运 算 考 虑 发 电 机 凸 极 效 应 时 式 中 对 应 发 电 机 节 点 的 方 程 须 写 成 实 部 与 虚 部 分 开 的 形 式 - 0 - ) % /1 1 % ) 0 % /1 1 % + 0 式 中 % 和 1 分 别 为 导 纳 矩 阵 中 对 角 元 素 的 实 部 和 虚 部 % 和 1 分 别 为 非 对 角 元 素 的 实 部 和 虚 部 为 网 络 节 点 数 目 动 态 仿 真 计 算 时 网 络 方 程 中 发 电 机 节 点 的 相 应 部 分 是 变 化 的 当 发 电 机 采 用 * 变 化 的 模 型 时 设 其 接 在 网 络 中 的 节 点 则 注 入 电 流 的 表 达 式 为 0-0 ) */ %0 10 0 -! 1 % 式 中 0!% 0 1 0 % 1 为 相 应 系 数 与 发 电 机 自 身 参 数 和 其 相 对 于 系 统 的 转 子 角 度 有 关 电 动 机 启 动 时 暂 态 电 压 响 应 速 度 一 般 快 于 频 率 的 响 应 速 度 因 此 在 建 立 网 络 模 型 时 可 以 忽 略 发 电 机 端 功 角 的 变 化 使 得 式 中 与 功 角 相 关 的 各 系 数 变 为 恒 定 量 由 此 修 正 后 的 系 数 导 纳 矩 阵 可 简 化 为 恒 定 矩 阵 迭 代 求 解 时 可 以 一 次 求 出 矩 阵 的 因 子 表 在 迭 代 过 程 中 保 持 恒 定 不 变 提 高 了 计 算 速 度 通 过 数 值 方 法 计 算 上 述 模 型 即 可 求 得 电 压 的 暂 态 变 化 曲 线 根 据 确 定 的 二 元 表 判 断 是 否 满 足 暂 态 电 压 安 全 的 要 求 频 率 约 束 负 荷 恢 复 时 影 响 频 率 偏 差 大 小 的 主 要 因 素 为 功 率 缺 额 占 整 个 系 统 容 量 的 比 例 以 及 备 用 在 不 同 类 型 原 动 机 中 的 分 布 情 况 不 同 类 型 的 原 动 机 对 于 频 率 的 响 应 率 也 大 不 相 同 本 文 在 文 献 & 的 基 础 上 结 合 实 际 的 工 程 原 则 给 出 了 一 些 典 型 原 动 机 的 频 率 响 应 率 见 附 录. 表. 假 设 恢 复 初 期 机 组 备 用 量 相 对 于 待 恢 复 负 荷 量 足 够 大 由 此 估 算 出 给 定 负 荷 恢 复 量 下 的 频 率 偏 移 为 ; ) ' $ ( + $" + $(, (, ", ( 式 中 为 系 统 频 率 偏 差 ; 为 负 荷 恢 复 量 $ 和, 分 别 为 已 恢 复 机 组 的 容 量 及 其 频 率 响 应 率 下 标 表 示 原 动 机 类 型 原 动 机 的 频 率 响 应 率 还 与 初 始 负 荷 量 的 大 小 有 关 初 始 负 荷 越 小 频 率 偏 移 越 大 附 录. 表. 的 典 型 值 均 为 最 小 负 荷 量 下 各 原 动 机 的 频 率 响 应 率

' 这 是 一 种 保 守 的 估 计 数 学 模 型 确 定 变 电 站 单 次 最 大 负 荷 恢 复 量 时 考 虑 暂 态 电 压 频 率 和 稳 态 电 压 约 束 后 其 数 学 模 型 为 9 62 ( 62 ( 62) 99! 9 62 9) 式 中 为 目 标 变 电 站 的 负 荷 恢 复 量 62 为 稳 态 电 压 通 过 潮 流 计 算 求 出 9 和 9 分 别 为 稳 态 电 压 的 上 下 限 微 分 方 程 表 示 系 统 元 件 的 动 态 过 程 代 数 方 程 主 要 包 括 网 络 方 程 和 发 电 机 电 动 机 定 子 端 的 电 压 方 程 求 解 微 分 代 数 方 程 组 可 以 分 析 系 统 暂 态 过 程 中 节 点 电 压 低 于 电 压 限 定 值 62 的 时 间 ( 通 过 (( 62 来 反 映 暂 态 电 压 约 束 通 过 式 ' 估 算 出 给 定 负 荷 恢 复 量 的 频 率 偏 移 根 据 实 际 工 程 原 则 中 的 上 下 限 来 约 束 频 率 模 型 求 解 改 进 的 二 分 法 由 式! 所 示 模 型 可 以 看 出 求 解 变 电 站 单 次 最 大 负 荷 恢 复 量 为 一 维 非 线 性 多 约 束 问 题 该 问 题 可 以 通 过 二 分 法 进 行 求 解 即 根 据 当 前 约 束 条 件 的 满 足 情 况 更 新 负 荷 量 取 值 的 上 下 限 取 该 范 围 的 中 点 为 新 的 负 荷 量 继 续 迭 代 直 至 满 足 收 敛 条 件 为 了 加 快 收 敛 速 度 本 文 提 出 一 种 改 进 的 二 分 法 对 模 型 进 行 求 解 该 方 法 基 于 传 统 二 分 法 的 搜 索 思 路 根 据 每 次 迭 代 时 负 荷 量 取 值 的 上 下 限 及 其 相 应 的 约 束 裕 度 通 过 线 性 拟 合 求 出 新 的 负 荷 量 位 置 即 寻 优 过 程 中 考 虑 了 每 次 迭 代 的 约 束 裕 度 通 过 该 方 法 确 定 新 的 负 荷 量 时 其 表 达 式 为 ) 99 + 99 9+ 9 $ 式 中 为 新 的 负 荷 量 9 和 9 分 别 为 当 前 迭 代 过 程 中 更 新 后 的 负 荷 量 取 值 上 下 限 为 相 应 负 荷 量 的 约 束 裕 度 根 据 满 足 情 况 可 正 可 负 式 $ 中 的 约 束 裕 度 由 暂 态 电 压 约 束 频 率 或 稳 态 电 压 约 束 来 确 定 其 中 频 率 和 稳 态 电 压 约 束 为 维 不 等 式 约 束 问 题 其 裕 度 容 易 获 得 且 与 相 关 参 数 对 应 的 曲 线 具 有 较 好 的 光 滑 性 暂 态 电 压 约 束 为 维 不 等 式 问 题 其 裕 度 参 数 曲 线 具 有 高 度 的 非 线 性 和 不 光 滑 性 以 此 修 正 负 荷 量 时 可 能 造 成 迭 代 次 数 的 增 加 为 了 改 善 这 种 情 况 本 文 采 用 文 献 中 的 方 法 通 过 曲 线 拟 合 技 术 求 取 暂 态 电 压 约 束 裕 度 将 维 不 等 式 约 束 转 化 为 维 的 相 应 问 题 计 算 流 程 采 用 改 进 的 二 分 法 对 式! 所 示 模 型 进 行 求 解 时 其 计 算 流 程 见 附 录 图 每 一 次 迭 代 过 程 中 根 据 当 前 负 荷 量 依 次 考 察 暂 态 电 压 频 率 和 稳 态 电 压 约 束 的 满 足 情 况 计 算 相 应 的 约 束 裕 度 根 据 约 束 裕 度 的 正 负 更 新 负 荷 量 的 上 下 限 然 后 通 过 式 $ 确 定 新 的 负 荷 量 进 行 下 一 次 迭 代 直 到 满 足 收 敛 条 件 即 所 有 约 束 均 未 越 限 并 且 存 在 约 束 裕 度 的 绝 对 值 小 于 给 定 正 值 的 情 况 此 时 的 负 荷 量 即 为 最 优 负 荷 量 算 例 分 析 ()*+ 节 点 算 例 以,((( 节 点 测 试 系 统 为 例 其 结 构 图 和 参 数 见 附 录 假 定 已 恢 复 的 系 统 负 荷 为 ' #+ 对 于 不 同 的 负 荷 模 型 节 点 单 次 最 大 负 荷 恢 复 量 的 计 算 结 果 如 表 所 示 与 其 相 对 应 的 暂 态 电 压 变 化 曲 线 如 图 所 示 表 * 不 同 负 荷 模 型 下 节 点 *+ 的 最 大 负 荷 恢 复 量 *, *+ &! & 负 荷 模 型 模 型 & 电 动 机 恒 阻 抗 模 型!' 电 动 机 ' 恒 阻 抗 模 型 ' 电 动 机 ' 恒 阻 抗 最 大 负 荷 恢 复 量 #+ 频 率 偏 差? 稳 态 电 压 & 3!! 3 $ 3 图 * 不 同 负 荷 模 型 下 节 点 *+ 的 电 压 变 化 曲 线 -$(*.$/ *+& 表 和 图 的 结 果 表 明 系 统 在 该 运 行 状 态 下 对 节 点 进 行 负 荷 恢 复 时 频 率 和 稳 态 电 压 并 不 是 主 要 的 约 束 因 素 频 率 偏 差 要 求 在 '? 内 电

运 行 可 靠 性 与 广 域 安 全 防 御 瞿 寒 冰 等 计 及 暂 态 电 压 约 束 的 负 荷 恢 复 能 力 快 速 计 算 压 在 范 围 内 最 大 负 荷 恢 复 量 主 要 受 暂 态 电 压 约 束 的 影 响 且 其 大 小 与 负 荷 中 电 动 机 的 比 例 成 反 比 假 定 负 荷 模 型 采 用 表 中 的 模 型 则 对 于 不 同 的 系 统 负 荷 水 平 节 点 的 最 大 负 荷 恢 复 量 见 附 录 ( 表 ( 其 结 果 同 样 表 明 种 负 荷 水 平 下 节 点 的 最 大 负 荷 恢 复 量 由 暂 态 电 压 约 束 条 件 决 定 且 随 系 统 负 荷 水 平 的 增 高 最 大 负 荷 恢 复 量 有 所 减 小 说 明 负 荷 水 平 的 增 加 导 致 暂 态 电 压 下 降 幅 度 和 持 续 时 间 都 有 所 增 加 实 际 系 统 以 山 东 电 网 为 例 发 生 大 规 模 停 电 事 故 后 泰 安 抽 水 蓄 能 电 厂 泰 抽 电 厂 具 有 黑 启 动 能 力 其 号 机 组 启 动 后 经 泰 山 天 平 桃 园 高 余 石 横 乙 站 送 石 横 乙 ' 号 机 组 厂 用 电 石 横 乙 ' 号 机 组 并 网 后 与 泰 抽 电 厂 号 机 组 形 成 稳 定 小 系 统 需 要 恢 复 该 地 区 部 分 重 要 负 荷 如 图 所 示 因 素 且 最 大 负 荷 恢 复 量 与 负 荷 模 型 以 及 系 统 负 荷 水 平 有 很 大 关 系 根 据 表 所 给 的 种 负 荷 模 型 求 取 最 大 负 荷 量 时 分 别 采 用 改 进 二 分 法 和 传 统 二 分 法 其 对 比 情 况 如 表 所 示 结 果 表 明 种 方 法 下 得 到 的 最 大 负 荷 恢 复 量 差 别 不 大 但 改 进 二 分 法 具 有 更 快 的 收 敛 速 度 该 方 法 在.0.10 软 件 开 发 环 境 下 实 现 当 计 算 机 硬 件 条 件 为 )219 10 (!? 内 存. 时 表 中 通 过 改 进 二 分 法 得 到 的 结 果 均 在 '66 内 获 得 表 0 种 方 法 的 结 果 对 比 &!## & 负 荷 模 型 模 型 &' 电 动 机 ' 恒 阻 抗 模 型.$' 电 动 机 ' 恒 阻 抗 模 型 ' 电 动 机 ' 恒 阻 抗 改 进 的 二 分 法 最 大 负 荷 恢 复 量 #+ 迭 代 次 数 传 统 的 二 分 法 最 大 负 荷 恢 复 量 #+ 迭 代 次 数 $ $! ' & 结 语 图 0 实 际 系 统 -$(01&$&!& 泰 抽 电 厂 号 机 组 容 量 为 ' #/ 假 定 其 运 行 在 最 小 稳 定 功 率 附 近 石 横 乙 ' 号 机 组 容 量 为 ' #/ 假 定 系 统 当 前 负 荷 水 平 为 $' #+ 对 于 不 同 的 负 荷 模 型 南 郊 站 能 够 恢 复 的 最 大 负 荷 量 如 表 所 示 表 0 不 同 负 荷 模 型 下 南 郊 站 的 最 大 负 荷 恢 复 量 0, &! & 负 荷 模 型 模 型 &' 电 动 机 ' 恒 阻 抗 模 型.$' 电 动 机 ' 恒 阻 抗 模 型 ' 电 动 机 ' 恒 阻 抗 最 大 负 荷 恢 复 量 #+ 频 率 偏 差? 稳 态 电 压 $ 3 & ' 3& 3 & 假 定 采 用 表 的 负 荷 模 型 对 于 不 同 的 系 统 负 荷 水 平 南 郊 站 最 大 负 荷 恢 复 量 见 附 录 ( 表 ( 表 和 附 录 ( 表 ( 的 结 果 同 样 表 明 在 上 述 恢 复 状 态 下 暂 态 电 压 约 束 是 寻 优 过 程 中 的 主 要 制 约 负 荷 恢 复 的 目 标 是 在 满 足 安 全 约 束 的 条 件 下 尽 快 地 恢 复 负 荷 以 减 少 社 会 影 响 和 停 电 损 失 本 文 引 入 暂 态 电 压 约 束 构 建 了 变 电 站 最 大 负 荷 恢 复 量 模 型 并 对 系 统 各 部 分 模 型 进 行 了 适 当 简 化 提 出 用 改 进 的 二 分 法 进 行 求 解,((( 节 点 算 例 和 山 东 电 网 的 仿 真 结 果 表 明 在 某 些 情 况 下 负 荷 恢 复 会 造 成 严 重 的 暂 态 电 压 跌 落 暂 态 电 压 约 束 成 为 制 约 变 电 站 单 次 最 大 负 荷 恢 复 量 的 主 要 因 素 负 荷 构 成 和 系 统 负 荷 水 平 等 因 素 对 负 荷 恢 复 量 有 重 要 的 影 响 所 建 立 的 数 学 模 型 能 够 有 效 地 确 定 变 电 站 单 次 最 大 负 荷 恢 复 量 且 模 型 的 适 当 简 化 和 改 进 二 分 法 的 使 用 加 快 了 计 算 速 度 附 录 见 本 刊 网 络 版 2776%; 8976867 参 考 文 献,,*,* 98622826 2 678;8 622 6226,((( "6 ) 6296 '$'%$' 刘 玉 田 王 春 义 基 于 数 据 仓 库 的 网 架 恢 复 群 体 智 能 决 策 支 持 系 统 电 力 系 统 自 动 化 '%',* 512 + 1 17 202 86

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附 录 A 不 同 标 准 下 的 暂 态 电 压 降 落 要 求 表 A1 不 同 标 准 下 的 暂 态 电 压 降 落 要 求 Table A1 Transient voltage-dip requirements for different criteria 标 准 暂 态 低 电 压 水 平 和 持 续 时 间 限 值 北 美 电 力 可 靠 性 委 员 会 (NERC) N-1 故 障 下, 暂 态 电 压 <0.8p.u. 的 时 间 不 应 超 过 20 个 周 期 (0.33 s) 中 国 国 家 电 网 暂 态 电 压 <0.75p.u. 的 时 间 不 应 超 过 1s ITIC( 信 息 技 术 工 业 协 会 ) 曲 线 暂 态 电 压 <0.8p.u. 的 时 间 不 应 超 过 0.5s 附 录 B 典 型 机 组 的 频 率 响 应 率 表 B1 典 型 机 组 的 频 率 响 应 率 Table B1 Frequency response rate of typical prime movers 机 组 类 型 单 位 负 荷 频 率 偏 差 Δf/ΔL(Hz/p.u.) 汽 轮 机 (SE) -10 燃 气 轮 机 (CT) -4.8 水 轮 机 (HE) -5

附 录 C 变 电 站 单 次 最 大 负 荷 恢 复 量 的 计 算 流 程 初 始 化 各 变 量 给 定 当 前 负 荷 量 迭 代 次 数 m=m+1 修 正 网 络 方 程 中 的 导 纳 矩 阵, 并 求 其 因 子 表 修 改 当 前 负 荷 量 的 上 下 限, 根 据 式 (7) 确 定 新 的 负 荷 量 给 定 周 期 内 求 解 微 分 - 代 数 方 程 组 得 到 暂 态 电 压 变 化 曲 线 N 通 过 曲 线 拟 合 得 到 暂 态 电 压 约 束 裕 度 Vtr N Vtr>0 Y 根 据 式 (5) 方 法 估 算 频 率 偏 移 Δf f N min <f<f max Y 潮 流 计 算 得 出 各 点 稳 态 电 压 值 N V min <V<V max Y 某 一 约 束 裕 度 的 绝 对 值 小 于 Y 输 出 最 优 负 荷 量, 程 序 结 束 修 改 当 前 负 荷 量 的 上 下 限, 确 定 相 应 的 约 束 裕 度, 根 据 式 (7) 确 定 新 的 负 荷 量 图 C1 变 电 站 单 次 最 大 负 荷 恢 复 量 的 计 算 流 程 Fig.C1 Flow chart for calculating maximum restorable load 附 录 D IEEE 14 节 点 测 试 系 统 图 D1 IEEE 14 节 点 测 试 系 统 Fig.D1 IEEE 14-bus testing system

图 D1 中 假 定 机 组 #1 #2 和 #3 为 水 轮 机 组, 具 有 黑 启 动 能 力, 容 量 均 为 100MVA 机 组 #6 和 #8 为 汽 轮 机 组, 其 中 #8 机 组 容 量 为 350MVA 系 统 发 生 大 停 电 事 故 后, 区 域 1 首 先 形 成 稳 定 小 系 统, 经 过 节 点 7 启 动 #8 机 组 #8 机 组 并 网 后, 根 据 负 荷 的 重 要 程 度 首 先 恢 复 节 点 10 和 14 的 负 荷, 暂 不 对 区 域 2 的 负 荷 进 行 恢 复 附 录 E 不 同 负 荷 水 平 下 变 电 站 的 最 大 负 荷 恢 复 量 表 E1 IEEE 14 节 点 测 试 系 统 中 不 同 负 荷 水 平 下 节 点 14 的 最 大 负 荷 恢 复 量 Table E1 Results of bus 14 for different load levels in IEEE 14-bus testing system 系 统 负 荷 水 平 (MW) 最 大 负 荷 恢 复 量 (MW) 频 率 偏 差 (Hz) 稳 态 电 压 (p.u.) 150 9.138-0.0962 0.9261 175 8.388-0.0883 0.9151 200 8.013-0.0843 0.9102 表 E2 实 际 系 统 中 不 同 负 荷 水 平 下 南 郊 站 的 最 大 负 荷 恢 复 量 Table E2 Results of Nanjiao for different load levels in practical Shandong power system 系 统 负 荷 水 平 (MW) 最 大 负 荷 恢 复 量 (MW) 频 率 偏 差 (Hz) 稳 态 电 压 (p.u.) 175 20.73-0.2198 0.9253 200 20.13-0.2135 0.9215 225 19.59-0.2077 0.9179