【正文】 6 . 3 k V其 它1 0 k V線 路等效合 興2 0 8 0 2 0 8 12 0 8 22 0 8 0 2 0 8 3 圖 合興電站機組等效示意圖 合興電站的各發(fā)電機具體參數(shù)及采用容量加權(quán)等值法獲取的相應(yīng)的等值機組參數(shù)如表 所示。首先是對合興電站的兩臺機組進行分析，如圖 所示為合興電站兩臺機組等效示意圖，利用 PSASP 仿真軟件分別對原系統(tǒng)和加權(quán)等值后的系統(tǒng)進行暫態(tài)穩(wěn)定仿真，在上網(wǎng)饋線距離 2080 母線 50%的位置處發(fā)生相同程度的三相短路故障，故障發(fā)生時間為 2~，持續(xù)時間為 。對于發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)也 采用式（ ）進行參數(shù)聚合。 等值小水電機組模型參數(shù)的確定 在電力系統(tǒng)的動態(tài)等值方法中，基于發(fā)電機的同調(diào)等值法是最基本的一種，而在武漢大學(xué)東湖分校本科畢業(yè)論文 10 同調(diào)等值法的相關(guān)發(fā)電機群參數(shù)聚合中常用的是頻域聚合法，但是聚合算法復(fù)雜，對于大系統(tǒng)等值時間長，針對配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，本研究采用加權(quán)聚合的方法對發(fā)電機集群參數(shù)進行聚合。 勵磁調(diào)節(jié)器用來維持端電壓的恒定，小水電采用的勵磁系統(tǒng)相比大型水電機組而言比較簡單，為簡化起見，對勵磁系統(tǒng)采用比例反饋模型，其輸入輸出特性可用公式（ ）來表示。針對凸極機的特點，加之小水電發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單，忽略阻尼繞組動態(tài)特性，進而小水電機組可以用三階微分模型進行等效描述，方程如式 （ ） 所示。 以下幾個小節(jié)將分別對上述的操作步驟和方法進行詳細原理說明。 系 統(tǒng)1 1 0 k V2 2 0 k V等 值 小 水 電傳 統(tǒng) 負 荷等 值 阻 抗 圖 綜合等效負荷模型結(jié)構(gòu) 分布式小水電的綜合等效建模 基本原理和方法 由于小水電數(shù)量多、地理位置分布廣、容量大小不一、運行方式具有類似的季節(jié)性等特點，本課題采用統(tǒng)計綜合和仿真反演檢驗相結(jié)合的方法來對小水電機群的綜合等效進行研究，其流程圖如圖 所示。按照電壓等級分層武漢大學(xué)東湖分校本科畢業(yè)論文 8 對小水電集群進行等效的具體思路和方法說明 見附錄 A。另外受小水電所在區(qū)域地理環(huán)境、流域、庫容以及電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的影響，小水電并網(wǎng)發(fā)電所接入的配電網(wǎng)絡(luò)層面會有所不同，上網(wǎng)點的電網(wǎng)電壓等級可以從 10kV、 35kV 到 110kV 不等，其接入的方式如圖 所示。 （ 3）小水電站一般為徑流式水電站，沒有庫容，調(diào)節(jié)能力很弱，在豐水期滿發(fā) 、在枯水期少發(fā)或停機不發(fā)，出力受季節(jié)性影響很大。以小水電豐富武漢大學(xué)東湖分校本科畢業(yè)論文 7 的郴州地區(qū)為例，通過對資興、桂陽兩地電網(wǎng)的小水電進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)小水電具有以下特點： （ 1）小水電站采用的機組類型比較集中，小水電站發(fā)電機機組采用的絕大多數(shù)是凸極同步發(fā)電機，少數(shù)采用異步發(fā)電機。因此為評估這些具體的分布式電源并網(wǎng)對系統(tǒng)的影響，構(gòu)建含小水電的配網(wǎng)側(cè)綜合負荷模型并獲取相應(yīng)模型參數(shù)成為研究人員亟需解決的重要課題之一。就綜合等效模型參數(shù)確定方法來看，最常用的是統(tǒng)計綜合法和總體測辨建模法。文獻 [7]在簡單仿真網(wǎng)絡(luò)中運用總體測辨的建模方法從參數(shù)辨識擬合效果的角度分析了分布式電源接入容量 對傳統(tǒng)負荷模型適用性的影響。 二、含分布式電源配網(wǎng)綜合負荷建模方面 含分布式小水電配網(wǎng)綜合建模方面，由于小水電發(fā)展趨于飽和，以往對小水電的重視程度不夠，因此對于小水電配網(wǎng)綜合建模的具體實用方法提得不多，但以往用于主網(wǎng)機組參數(shù)確定和簡化的方法可以值得借鑒 [46]。而分布式電源通常是通過110kV 及以下的網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)的，為了深入研究低壓配電網(wǎng)中廣泛接入的分布式電源對電網(wǎng)的影響，有必要在對這些分布式電源的并網(wǎng)運行外特性進行分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建能滿足適合主網(wǎng)仿真需要的等值模型。所以建立合適的電力系統(tǒng)模型，能夠提高傳輸能力，或者消除安全隱患，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。因為模型對大規(guī)模電力系統(tǒng)的正負影響事先難以確定，在某種情況下是“保守 ”的但在另一種情況下卻是“冒進”的。當(dāng)缺乏準(zhǔn)確模型時，人們常常試圖采用所謂的“保守”模型，即模型計算出來的安全指標(biāo)（如輸送功率極限）比實際電力系統(tǒng)情況要低。而后通過修改電力系統(tǒng)模型和參數(shù)，特別是將電力負荷采用電動機加靜態(tài)模型，才能夠再現(xiàn)事故時的增幅振蕩現(xiàn)象。國際上近年來發(fā)生的一系列停電事故，比如美國與加拿大 20xx 年的“ ”事故、歐盟20xx 年的“ ”事故等，事故分析報告中都指出由于所采用的模型缺乏準(zhǔn)確性，難以再現(xiàn)事故特性。電力系統(tǒng)仿真計算不但是電力系統(tǒng)動態(tài)分析與安全控制的基本工具，也是電力生產(chǎn)部門用于指導(dǎo)電網(wǎng)運行的基本依據(jù)。 第四章 結(jié)語 ， 指出本課題研究的成果或觀點，對其應(yīng)用價值加以預(yù)測和評價，并指出今后進一步在本研究方向進行研究工作的展望與設(shè)想 。 武漢大學(xué)東湖分校本科畢業(yè)論文 4 第二章 考慮小水電影響的配網(wǎng)綜合負荷建模 ， 說明了構(gòu)建小水電分布式電源模型的研究意義和必要性，介紹了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ；以蓮塘變配電網(wǎng)為例， 提出了一種小水電 集群的集結(jié)等效方法和含分布式小水電的配電網(wǎng)綜合負荷等效建模方法，據(jù)實際調(diào)查數(shù)據(jù) 確定了小水電集群集結(jié)等效模型的參數(shù)；經(jīng)仿真反演驗證了上述等效建模方法的有效性和模型的正確性。 本文的主要工作和章節(jié)安排 本文的主要工作 (1)實際調(diào)查了湖南電網(wǎng)及其小水電分布式電源發(fā)展現(xiàn)狀； (2)提出了一種小水電集群的集結(jié)等效方法； (3)提出了含分布式小水電的配電網(wǎng)綜合負荷等效建模方法； (4)根據(jù)實際調(diào)查確定了模型參數(shù)，并通過仿真分析驗證其有效性和適用性； (5)采用 5種模型 （不同符合模型和網(wǎng)絡(luò)的組合） 的對比仿真，系統(tǒng)分析了小水電模型對 湖南主 網(wǎng)暫 態(tài)穩(wěn)定性的影響。通過上述研究，為考慮分布 式小水電影響的電網(wǎng)仿真計算、受端配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供模型以及理論方法與技術(shù)支持。因此，如何準(zhǔn)確描述分布式電源接入后的配網(wǎng)側(cè)綜合負荷特性成為電力系統(tǒng)綜合負荷建模面臨的新的挑戰(zhàn) 。在小水電分布式電源分散地接入配網(wǎng)側(cè)的情況下，大量分布式電源成為電力系統(tǒng)配網(wǎng)側(cè)綜合負荷的重要組成部分，從而使原本就十分復(fù)雜的綜合負 荷特性的復(fù)雜程度大大增加。因此，必須 對小水電對主網(wǎng)安全穩(wěn)定運行影響展開系統(tǒng)研究，在充分發(fā)掘分布式電源供電潛能的基礎(chǔ)上，制定相應(yīng)技術(shù)措施，抑制其武漢大學(xué)東湖分校本科畢業(yè)論文 3 對主網(wǎng)安全運行所產(chǎn)生的不良影響，確保主網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。 湖南 110kV 以下電壓等級并網(wǎng)總裝機容量約為 ， 而除白云電站等少數(shù)電站具有庫容外 ，其余絕大多數(shù)小水電為徑流式電站，調(diào)節(jié)能力差，負荷變化大，豐枯差大，給電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)電廠的方式安排帶來了較明顯的影響。 但是 小水電 的 發(fā)電方式受氣候影響大， 出力具有較強的隨機性和波動性 ，且由于其發(fā)電受地理環(huán)境因素的制約，呈現(xiàn)出分布廣泛、容量小、出力具有較強的不確定性等特點。小水電這種來水時集中發(fā)電，不來水時大量停發(fā)的運行特點，造成系統(tǒng)負荷預(yù)測偏差大，導(dǎo)致統(tǒng)調(diào)機組的開停計劃性不強，影響系統(tǒng)潮流的優(yōu)化調(diào)度，以及發(fā)電機組和輸電設(shè)備檢修的合理安排，并且大多數(shù)小水電站缺乏相關(guān)的穩(wěn)定裝置及控制設(shè)備，其可能與主網(wǎng)大機組之間產(chǎn)生低頻振蕩，影響主網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此小水電的運行方式可分為兩個階段來觀察，即夏季季節(jié)性雨水豐富，小水電機組滿發(fā)的豐水期；冬春季節(jié)江河流量減小，小水電機組不發(fā)或者少發(fā)的枯水期。 湖南小水電站具有分布式的電源特性，生態(tài)效益明顯，具有多、小、靈活的特點。按地區(qū)分布，水能資源理論蘊藏量主要分布在湘南、湘西 。湘、資、沅、澧四水流域干支流的理論蘊藏量為 15320MW。本課題中的小水電專指武漢大學(xué)東湖分校本科畢業(yè)論文 2 通過 110kV 以下電壓等級并網(wǎng)的水電站。其裝機容量規(guī)模因各國國情而異，如美國的小水電定為裝機容量 15000kW 及以下，日本、挪威為 10000kW 及以 下，土耳其為 5000kW及以下。 截止 20xx 年湖南電網(wǎng)的年度最大負荷為 17162MW，同比增長 %，最小負荷 6339MW，同比增長 31%；平均峰谷差 3270MW，同比增長 %；用電量 億千瓦時，同比增長 %。 220kV 變電站 135 座（含黃秧坪和康田開關(guān)站）， 220kV 變壓器 278 臺，容量 ，容量同比增長 %，其中用戶專用變電站 25 座， 220kV 變壓器 91 臺，容量 ，同比增長 %。按機組類型分，火電裝機容量 11890MW，占統(tǒng)調(diào)裝機容量的 %，其中 600MW 級及以上的機組 8 臺；水電裝機容量，占統(tǒng)調(diào)裝機容量的 %；抽水蓄能機組裝機容量 1200MW，占統(tǒng)調(diào)裝機容量的 %；風(fēng)力發(fā)電裝機容量 ，占統(tǒng)調(diào)裝機容量的 %； 生物質(zhì)能裝機容量 60MW，占統(tǒng)調(diào)裝機容量的 %。按調(diào)度關(guān)系分，網(wǎng)調(diào)調(diào)度裝機容量5910MW，占統(tǒng)調(diào)裝機容量的 %；省調(diào)直調(diào)及委托和許可調(diào)度裝機容量，占統(tǒng)調(diào)裝機容量的 %。 Comprehensive load modeling。 built distributed small hydropower simulation system by using PSASP, and the simulation verified the equivalent inversion the efficiency of the modeling method and the validity of the model. Second, the five kinds of calculation model have a transient stability calculation in the summer small way and winter big way under the condition of a typical short circuit, and paratively study how the small hydropower distributed influence power grid transient stability. The results show that: considering the small hydropower dynamic characteristics,the transient stability level of Hunan power grid,especially in summer small way,have improved greatly. But in summer small way the stability of the system is not better than the system under the winter big , in summer small way, attention should be paid to the main power plant output arrangement and make effective stability control measures. Keywords: Electric power system。但夏小方式下系統(tǒng)的穩(wěn)定性仍較冬大方式下主網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，因此，在夏小方式下，應(yīng)特別重視主力電廠的出力安排并制定有效的穩(wěn)控措施。 其次，采用 5 種計算模型，就夏季小方式 （小水電滿發(fā)，取系統(tǒng)夏季最小負荷）和冬季大方式（小水電最小出力，取系統(tǒng)冬季最大負荷）進行典型短路故障條件下的暫態(tài)穩(wěn)定計算，比較研究了分布式小水電對受端電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。 本文以湘南電網(wǎng)為研究對象，以電力系統(tǒng)綜合分析程序（ PSASP）為研究工具，研究了分布式小水電對電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。本學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。 學(xué)號 _20xx0403703107_ 密級 ________________ 武漢大學(xué)東湖分校本科畢業(yè)論文 分布式小水電對受端電網(wǎng)運行穩(wěn)定性 的影響 院（系）名 稱： 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) 名 稱 ： 通信工程 學(xué) 生 姓 名 ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 朱秋萍 教授 二○一二年 五 月 II