呂 偉，張 菁，任麗佳

(上海工程技術(shù)大學(xué) 電子電氣工程學(xué)院，上海 201620)

隨著全國電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，電網(wǎng)復(fù)雜程度也越來越高，大電網(wǎng)中的弱電網(wǎng)承受的風(fēng)險越來越大.負(fù)荷模型對于大電網(wǎng)中的局部弱電網(wǎng)影響也異常明顯. 從現(xiàn)有負(fù)荷模型來看，全國網(wǎng)調(diào)規(guī)劃部門所采用的負(fù)荷模型主要分為靜態(tài)負(fù)荷模型和以感應(yīng)電動機(jī)為主的動態(tài)負(fù)荷模型.結(jié)合實際負(fù)荷數(shù)據(jù)，分析不同負(fù)荷模型對實際大電網(wǎng)中的弱電網(wǎng)所造成的影響，對電網(wǎng)大區(qū)互聯(lián)建設(shè)具有重要意義[1].

電網(wǎng)的穩(wěn)定計算分析是調(diào)度運行過程中規(guī)劃運行方式的主要手段.穩(wěn)定計算中采用不同負(fù)荷模型時，其暫態(tài)穩(wěn)定分析的結(jié)果也不相同.但負(fù)荷模型具有分布廣、時變性強(qiáng)的特點.為了研究不同負(fù)荷模型對電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響，目前有許多電力工作者對此進(jìn)行了分析，文獻(xiàn)[2]通過選取4種負(fù)荷模型對實際電網(wǎng)進(jìn)行大量仿真，結(jié)果顯示不同負(fù)荷模型對線路功率和發(fā)電機(jī)功角都有較大影響.文獻(xiàn)[3]提出了一種經(jīng)過負(fù)荷特性研究后的綜合負(fù)荷模型，實驗表明該模型與傳統(tǒng)負(fù)荷模型相比，湖南電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性水平明顯提高.文獻(xiàn)[4]中為了快速搜尋大型電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵負(fù)荷節(jié)點，提出了一種分析大電網(wǎng)負(fù)荷模型不確定性對電網(wǎng)動態(tài)影響的方法，這種方法有助于運行人員迅速找到影響發(fā)電機(jī)功角的重要負(fù)荷節(jié)點.文獻(xiàn)[5]研究了綜合負(fù)荷模型，實驗表明該模型具有使故障后母線電壓恢復(fù)趨緩的特性.

上述文獻(xiàn)中所采用的負(fù)荷模型主要考慮了純靜態(tài)負(fù)荷模型、純感應(yīng)電動機(jī)負(fù)荷模型、典型參數(shù)綜合負(fù)荷模型以及考慮負(fù)荷特性的負(fù)荷模型等在大電網(wǎng)下對母線電壓、系統(tǒng)頻率，以及發(fā)電機(jī)功角的暫態(tài)穩(wěn)定性，但是均未考慮到弱電網(wǎng)下的暫態(tài)穩(wěn)定性，以及負(fù)荷的頻率特性對弱電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響.對此，本文作者在前人的基礎(chǔ)上，考慮了負(fù)荷的頻率特性，對比分析靜態(tài)負(fù)荷模型和考慮頻率特性的靜態(tài)負(fù)荷模型，以及靜態(tài)負(fù)荷模型和加入動態(tài)負(fù)荷模型后分別對變電站母線電壓和頻率的影響，通過改變洲長4285聯(lián)絡(luò)線潮流流向和大小，提出固定無功分析有功，固定有功分析無功的分析方法，這種分析方法既可以觀察到該地區(qū)功率的輸入和輸出情況，從而間接判斷發(fā)電機(jī)的工作狀況，也可以減少實驗過程其他因素的影響.

1 負(fù)荷模型的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國電網(wǎng)調(diào)度部門在進(jìn)行仿真計算時采用的負(fù)荷模型可分為下面幾種情況：華中和東北電網(wǎng)調(diào)度部門在暫態(tài)仿真時采用恒阻抗+感應(yīng)電動機(jī)模型；福建、山東、華東和南方電網(wǎng)調(diào)度部門在暫態(tài)仿真時只采用靜態(tài)負(fù)荷模型；華東電網(wǎng)中，福建電網(wǎng)在考慮負(fù)荷的頻率特性下采用40%恒功率和60%恒阻抗靜態(tài)負(fù)荷模型，簡稱4-6負(fù)荷模型；上海、浙江、江蘇和安徽電網(wǎng)在不考慮負(fù)荷的頻率特性下采用與福建電網(wǎng)相反的靜態(tài)負(fù)荷模型，即60%恒功率和40%恒阻抗模型[6-15].

在上海電力科學(xué)研究院提供的負(fù)荷比例系數(shù)的基礎(chǔ)上，對上述的上海電網(wǎng)原有靜態(tài)負(fù)荷比例進(jìn)行了重新分配，并且考慮負(fù)荷的頻率特性，即有功頻率因子取1.2，無功頻率因子取-2.本文設(shè)置靜態(tài)負(fù)荷模型為53%的恒阻抗負(fù)荷、34%的恒電流負(fù)荷和13%的恒功率負(fù)荷；動態(tài)負(fù)荷模型設(shè)置為58%的感應(yīng)電動機(jī)模型.

1.1 負(fù)荷的頻率特性分析

當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時，系統(tǒng)中的有功功率負(fù)荷也會隨之發(fā)生改變，這就被稱為負(fù)荷的頻率特性.當(dāng)不考慮電壓的影響時，系統(tǒng)頻率和負(fù)荷的有功功率之間的表達(dá)式為

PL=f(f)

(1)

展開式為

(2)

式中:PL為系統(tǒng)頻率為f時，整個系統(tǒng)的有功負(fù)荷；PLN為系統(tǒng)頻率為fN時，整個系統(tǒng)的有功負(fù)荷；Ai(i=0,1,2,3，…，n)為與系統(tǒng)額定頻率的i次方成正比的負(fù)荷在PLN中所占的百分比;N為系統(tǒng)額定值.

當(dāng)系統(tǒng)的頻率變化時，具有不同的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)的負(fù)荷變化也不相同，假設(shè)有兩種不同頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)的負(fù)荷，它們的有功功率與頻率的函數(shù)關(guān)系分別為

PL1=f1(f)

(3)

PL2=f2(f)

(4)

當(dāng)系統(tǒng)頻率從f2下降到f1時，負(fù)荷1和負(fù)荷2吸收的有功功率變化量如圖1所示.

圖1 負(fù)荷的頻率特性曲線Fig.1 Frequency characteristic curve of load

從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，ΔP1>ΔP2，說明負(fù)荷1比負(fù)荷2對頻率的變化更加敏感.當(dāng)系統(tǒng)頻率降低時，對頻率更加敏感的負(fù)荷從系統(tǒng)中吸收有功功率減少得更快.因此，在實驗仿真中，負(fù)荷的頻率特性這一因素是不可忽略的，必須引起重視.

1.2 靜態(tài)負(fù)荷

靜態(tài)負(fù)荷是指負(fù)荷的有功和無功隨電壓和頻率變化而變化，一般用方程或曲線的方式表示.靜態(tài)負(fù)荷模型有冪函數(shù)模型和多項式模型[16-18].在我國電調(diào)部門中使用最多的是多項式模型，這種模型也稱為ZIP模型，其代數(shù)方程為

Q4(1+Δf×LDQ)

(5)

P4(1+Δf×LDP)

(6)

式中:U為實際電壓值;U0為額定電壓值;P0、Q0為母線電壓為額定電壓值時負(fù)荷吸收的功率;P、Q為母線電壓為實際電壓值時負(fù)荷吸收的功率;P1為恒阻抗有功負(fù)荷比例;P2為恒電流有功負(fù)荷比例;P3為恒功率有功負(fù)荷比例;P4為與頻率有關(guān)的有功負(fù)荷比例;Q1為恒阻抗無功負(fù)荷比例;Q2為恒電流無功負(fù)荷比例;Q3為恒功率無功負(fù)荷比例;Q4為與頻率有關(guān)的無功負(fù)荷比例;Δf為系統(tǒng)頻率變化差值；LDP為頻率變化1%引起的有功變化百分?jǐn)?shù);LDQ為頻率變化1%引起的無功變化百分?jǐn)?shù).

針對上海原有靜態(tài)負(fù)荷模型未考慮頻率特性的問題，在BPA軟件中選用LA卡來表示其靜態(tài)負(fù)荷模型，該模型不僅考慮恒電流模型，同時也考慮靜態(tài)負(fù)荷的頻率特性.其靜態(tài)負(fù)荷模型的參數(shù)如下：P1為0.53，Q1為0.53，P2為0.34，Q2為0.34，P3為0.13，Q3為0.13，LDP為1.2，LDQ為-2.0.

1.3 動態(tài)負(fù)荷模型

動態(tài)負(fù)荷模型一般指帶有感應(yīng)電動機(jī)的負(fù)荷模型，常用的感應(yīng)電動負(fù)荷模型一般有3種，分別為一階動態(tài)負(fù)荷模型、三階動態(tài)負(fù)荷模型和五階動態(tài)負(fù)荷模型.其中三階動態(tài)負(fù)荷模型考慮轉(zhuǎn)子的電磁和機(jī)械暫態(tài)過程，因此應(yīng)用十分廣泛[19-21].

考慮上海電網(wǎng)在進(jìn)行暫態(tài)仿真時未對動態(tài)負(fù)荷模型進(jìn)行考慮，故在1.2節(jié)的基礎(chǔ)上加入感應(yīng)電動機(jī)，并考慮其頻率特性，由于篇幅有限，這里不進(jìn)行詳細(xì)推導(dǎo)，直接給出模型方程，其考慮頻率特性的等值模型和參數(shù)分別見圖2和表1.

(7)

(8)

(9)

圖2 考慮頻率時電動機(jī)暫態(tài)等值電路Fig.2 Transient equivalent circuit of motor considering frequency

表1 馬達(dá)負(fù)荷參數(shù)

因此，本文主要對比分析有、無頻率因子靜態(tài)負(fù)荷模型、考慮頻率因子靜態(tài)負(fù)荷模型和加入馬達(dá)模型后的綜合負(fù)荷模型對上海弱電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響.

2 暫態(tài)穩(wěn)定性的判定原則

2.1 基本原則

本文主要分析不同負(fù)荷模型對堡北變電站的母線電壓和頻率造成的影響，只對發(fā)電機(jī)的功角影響做簡單地分析.所以主要設(shè)置穩(wěn)定判據(jù)包括電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定，其具體如下：

1)電壓穩(wěn)定：依據(jù)國標(biāo)GB/T 12325-2008[22]電能質(zhì)量供電電壓允許偏差，35 kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差絕對值之和不超過標(biāo)稱電壓的10%.依據(jù)上海市電力公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 09-009-2013-10403低頻低壓減載裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計規(guī)范[23]，低壓減載2個基本輪定值：第一輪0.85Un；第二輪0.80Un.

2)頻率穩(wěn)定：依據(jù)DL/T 1040-2007[24]，表2給出申崇燃機(jī)組頻率異常運行的具體要求.

表2 申崇燃機(jī)頻率異常運行要求Tab.2 Abnormal frequency operation requirements of Shenchong gas turbine

考慮到工況情況，本文設(shè)置的電壓穩(wěn)定范圍為0.9～1.1 pu，頻率穩(wěn)定范圍為47.5～51.5 Hz.

2.2 對上海電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的量化原則

根據(jù)設(shè)定的電壓、頻率穩(wěn)定范圍，可以通過改變申崇燃機(jī)的有功出力和變電站的無功補償，當(dāng)電壓和頻率處于設(shè)定的最大值和最小值時，可以得到洲長4285聯(lián)絡(luò)線上的潮流大小，以此作為研究崇明長興地區(qū)暫態(tài)穩(wěn)定的邊界值，其邊界范圍如表3所示.

表3 穩(wěn)定邊界值Tab.3 Stable boundary values

3 靜態(tài)負(fù)荷對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響

3.1 概述

考慮崇明燃機(jī)和團(tuán)結(jié)站投運后，崇明到長興地區(qū)的接線方式為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，其崇明長興鏈?zhǔn)浇泳€圖，如圖3所示，其中由一臺申崇燃機(jī)經(jīng)堡北站、陳家鎮(zhèn)站、團(tuán)結(jié)站、長興站和洲海站與上海主網(wǎng)相連接.

從圖2中可以看出，崇明長興地區(qū)主要由一臺申崇燃機(jī)向上海側(cè)供電，其基本參數(shù)如表4所示,其中S代表該燃油機(jī)中采用的是汽輪機(jī).

圖3 崇明長興接線圖Fig.3 Chongming Changxing wiring diagram

表4 燃機(jī)參數(shù)Tab.4 Parameters of gas turbine

崇明長興電網(wǎng)中每個變電站的靜態(tài)負(fù)荷模型參數(shù)如表5所示.

為詳細(xì)研究靜態(tài)負(fù)荷模型及考慮有無頻率因子對故障后形成的孤島系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響，采用電科院的中國版BPA程序，以華東2019年崇明長興單獨分區(qū)潮流方式為基礎(chǔ),詳細(xì)研究靜態(tài)負(fù)荷模型及考慮有無頻率因子對故障后形成的孤島系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響，采用電科院的中國BPA程序，以華東2019年崇明長興單獨分區(qū)潮流方式為基礎(chǔ)，在長興到洲海聯(lián)絡(luò)線即洲長4286聯(lián)路線上一回檢修，另一回線洲長4285洲海側(cè)三相永久性故障，改變該地區(qū)的有功出力和無功補償，設(shè)置有功頻率因子為1.2，無功頻率因子為-2，通過改變故障前聯(lián)絡(luò)線上的潮流大小及流向，分析堡北站母線上電壓及頻率變化.

3.2 N-1檢修方式下有功分析

長興—洲海檢修方式下，當(dāng)洲長4285聯(lián)絡(luò)線潮流由長興流向洲海(流出)時，其潮流圖如4所示.當(dāng)無功功率取30 MVar時，聯(lián)絡(luò)線有功功率分別取邊界值40 MW、小于邊界10 MW以及大于邊界60 MW時，申崇發(fā)電機(jī)的功角曲線如圖5所示，堡北站母線頻率偏差及母線正序電壓仿真曲線如圖6～圖8所示.

表5 變電站靜態(tài)負(fù)荷參數(shù)Tab.5 Static load parameters of substation

圖4 聯(lián)絡(luò)線潮流由長興流向洲海潮流圖Fig.4 Tieline power flow from Changxing to Zhouhai

圖5 功角曲線Fig.5 Power angle curves

(a)頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖6 聯(lián)絡(luò)線潮流為邊界值為40 MW時曲線Fig.6 Curves when the tie-line power flow is at the boundary value of 40 MW

(a)頻率偏差

(b)電壓圖7 聯(lián)絡(luò)線潮流小于邊界值10 MW時曲線Fig.7 Curves when the tie-line power flow is less than the boundary value of 10 MW

(b)電壓曲線圖8 聯(lián)絡(luò)線潮流大于邊界值60 MW時曲線Fig.8 Curves when the tie-line power flow is greater than the boundary value of 60 MW

從圖5中可以發(fā)現(xiàn)，考慮靜態(tài)負(fù)荷模型有無頻率因子對于發(fā)電機(jī)功角的影響并不是很大，相反，發(fā)生三相永久性接地故障時，發(fā)電機(jī)功角出現(xiàn)了不規(guī)則的震蕩，隨后發(fā)電機(jī)趨于穩(wěn)定，說明此時的系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài).通過圖6～圖8可以看出，在長興—洲海檢修方式下，當(dāng)崇明長興地區(qū)潮流外送時，在不同有功功率，考慮負(fù)荷模型有無頻率因子情況下，崇明長興地區(qū)的頻率、電壓曲線是一致的.但是當(dāng)洲長4285聯(lián)絡(luò)線外送有功過大時，會直接導(dǎo)致頻率急劇上升，引起系統(tǒng)頻率失穩(wěn).

在長興—洲海檢修方式下，當(dāng)洲長4285聯(lián)絡(luò)線潮流由洲海流向長興(流入)時，其潮流圖如圖9所示.當(dāng)無功功率取為30 MVar時，聯(lián)絡(luò)線有功功率分別取邊界值30 MW、小于邊界10 MW以及大于邊界60 MW時，堡北站母線頻率偏差及母線正序電壓仿真曲線如圖10～圖12所示.

通過圖10～圖12可以看出，長興—洲海檢修方式下，崇明長興地區(qū)潮流受進(jìn)時，在不同有功功率下，考慮負(fù)荷模型有無頻率因子情況下，崇明長興地區(qū)的系統(tǒng)頻率、電壓曲線是基本一致的.但是當(dāng)洲長4285聯(lián)絡(luò)線受進(jìn)有功過大時，會直接導(dǎo)致頻率急劇下降，引起系統(tǒng)頻率失穩(wěn).

圖9 聯(lián)絡(luò)線潮流由洲海流向長興潮流圖Fig.9 Tie-line power flow from Zhouhai to Changxing

(b)電壓曲線圖10 聯(lián)絡(luò)線潮流為邊界值30 MW時曲線Fig.10 When the tie-line power flow is at the boundary value of 30 MW

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖11 聯(lián)絡(luò)線潮流小于邊界值10 MW時曲線Fig.11 Curves when the tie-line power flow is less than the boundary value of 10 MW

3.3 N-1檢修方式無功分析

長興—洲海檢修方式下，當(dāng)洲長4285聯(lián)絡(luò)線潮流由長興流向洲海(流出)時，在功率因數(shù)范圍(0.85～1)內(nèi)時，有功功率和無功功率的流向不存在同向的情況，因此只對洲海流向長興(流入)進(jìn)行分析.

長興—洲海檢修方式下，當(dāng)洲長4285聯(lián)絡(luò)線潮流由洲海流向長興(流入)，其潮流圖如圖13所示.當(dāng)有功功率取為30 MW時，聯(lián)絡(luò)線無功功率分別取邊界值30 MVar、小于邊界10 MVar以及大于邊界60 MVar時，堡北站母線頻率偏差及母線正序電壓仿真曲線分別如圖14～圖16所示.

從圖14～圖16可以看出，長興—洲海檢修方式下，崇明長興地區(qū)潮流受進(jìn)時，在不同無功功率，

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖12 聯(lián)絡(luò)線潮流大于邊界值60 MW時曲線Fig.12 Curves when the tie-line power flow is greater than the boundary value of 60 MW

考慮負(fù)荷模型有無頻率因子的情況下，崇明長興地區(qū)的頻率、電壓曲線是一致的，但系統(tǒng)震蕩較大，到最后均沒有失穩(wěn).

圖13 聯(lián)絡(luò)線潮流由 洲海流向長興潮流圖Fig.13 Tie-line power flow from Zhouhai to Changxing

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖14 聯(lián)絡(luò)線潮流為邊界值30MVar時曲線Fig.14 Curves when the tie-line power flow is at the boundary value of 30MVar

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖15 聯(lián)絡(luò)線潮流小于 邊界值10MVar時曲線Fig.15 Curves when the tie-line power flow is less than the boundary value of 10MVar

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖16 聯(lián)絡(luò)線潮流大于邊界值60MVar時曲線Fig.16 Curves when the tie-line power flow is greater than the boundary value of 60 MVar

4 綜合負(fù)荷對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響

將前文提到的馬達(dá)負(fù)荷模型接入崇明長興地區(qū)時，其中馬達(dá)功率占母線有功負(fù)荷的58%，且靜態(tài)負(fù)荷比例依然為53%的恒阻抗負(fù)荷、34%的恒電流負(fù)荷、13%的恒功率負(fù)荷及有功頻率因子為1.2，無功頻率因子為-0.2.與靜態(tài)負(fù)荷模型，在考慮負(fù)荷頻率響應(yīng)特性的前提下進(jìn)行對比分析.

4.1 N-1檢修方式下有功分析

當(dāng)洲長4285聯(lián)絡(luò)線潮流由長興流向洲海(流出)，其潮流圖如圖17所示，當(dāng)無功功率取為30 MVar時，聯(lián)絡(luò)線有功功率分別為邊界值40 MW、小于邊界10 MW以及大于邊界60 MW時，發(fā)電機(jī)的功角曲線如圖18所示，堡北站母線頻率偏差及母線正序電壓仿真曲線分別如圖19～圖21所示.

圖17 聯(lián)絡(luò)線潮流由長興流向洲海潮流圖Fig.17 Tie-line power flow from Changxing to Zhouhai

圖18 功角曲線Fig.18 Power angle curve

通過圖18發(fā)現(xiàn)，加入動態(tài)負(fù)荷模型后形成的綜合負(fù)荷模型，對于發(fā)電機(jī)功角具有一定的穩(wěn)定作用，且延遲了震蕩的發(fā)生.由圖19～圖21看出，檢修方式下，在不同有功功率情況下，當(dāng)考慮有無馬達(dá)負(fù)荷模型時，崇明長興地區(qū)的頻率、電壓曲線趨勢一致.考慮馬達(dá)負(fù)荷模型后母線電壓波動更大，但對于母線頻率卻有很好的穩(wěn)定作用；當(dāng)聯(lián)絡(luò)線外送功率過大，只考慮靜態(tài)負(fù)荷時，會直接引起系統(tǒng)頻率失穩(wěn)；考慮馬達(dá)負(fù)荷后，雖也出現(xiàn)失穩(wěn)情況，但其曲線有向下趨勢，說明之后可能會抑制系統(tǒng)的震蕩.

當(dāng)洲長4285聯(lián)絡(luò)線潮流由洲海流向長興(流入)，其潮流圖如圖22所示.當(dāng)無功功率取為30 MVar，聯(lián)絡(luò)線有功功率分別取為邊界值30 MW、小于邊界10 MW以及大于邊界60 MW時，堡北站母

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖19 聯(lián)絡(luò)線潮流為邊界值40 MW時曲線Fig.19 Curves when the tie-line power flow is at the boundary value of 40 MW

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖20 聯(lián)絡(luò)線潮流小于邊界值 10 MW時曲線Fig.20 Curves when the tie-line power flow is less than the boundary value of 10 MW

線頻率偏差及母線正序電壓仿真曲線分別如圖23～圖25所示.

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖21 聯(lián)絡(luò)線潮流大于邊界值60 MW時曲線Fig.21 Curves when the tie-line power flow is greater than the boundary value of 60 MW

圖22 聯(lián)絡(luò)線潮流由洲海流向長興潮流圖Fig.22 Tie-line power flow from Zhouhai to Changxing

從圖23～圖25看出，檢修方式下，在不同有功功率情況下，當(dāng)考慮有無馬達(dá)負(fù)荷模型時，崇明長興地區(qū)的頻率、電壓曲線趨勢基本一致，考慮馬達(dá)負(fù)荷模型后母線電壓波動更大.當(dāng)聯(lián)絡(luò)線受進(jìn)功率過大時，考慮馬達(dá)模型時，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性.

4.2 N-1檢修方式下無功分析

當(dāng)洲長4285聯(lián)絡(luò)線潮流由洲海流向長興(流入)時，其潮流圖如圖26所示.當(dāng)有功功率取為30 MW時，聯(lián)絡(luò)線無功功率分別為邊界值30 MVar、小于邊界10 MVar以及大于邊界60 MVar時，堡北站母線頻率偏差及母線正序電壓仿真曲線分別如圖27～圖29所示.

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖23 聯(lián)絡(luò)線潮流為邊界值30 MW時曲線Fig.23 Curves when the tie-line power flow is at the boundary value of 30 MW

從圖27～圖29可知，檢修方式下，在不同無功功率情況下, 當(dāng)考慮有無馬達(dá)負(fù)荷模型時，崇明長興地區(qū)的頻率、電壓曲線趨勢是基本一致的；考慮馬達(dá)負(fù)荷模型后，堡北站的母線電壓和頻率波動更大.

5 結(jié)論

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖24 聯(lián)絡(luò)線潮流小于邊界值10 MW時曲線Fig.24 Curves when the tie-line power flow is less than the boundary value of 10 MW

1)在靜態(tài)負(fù)荷模型計算中，考慮有無頻率因子，無論潮流流向為流出或流進(jìn)，洲長4285聯(lián)絡(luò)線上的功率，一旦過大都會造成系統(tǒng)的頻率失穩(wěn).

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖25 聯(lián)絡(luò)線潮流大于邊界值60 MW時曲線Fig.25 Curves when the tie-line power flow is greater than the boundary value of 60 MW

2)在靜態(tài)負(fù)荷模型加入馬達(dá)負(fù)荷模型后的綜合負(fù)荷模型計算中，與靜態(tài)負(fù)荷模型相比，當(dāng)固定聯(lián)絡(luò)線上無功功率，對有功功率進(jìn)行分析時，無論潮流流向為流入還是流出，馬達(dá)負(fù)荷模型有利于抑制系統(tǒng)的震蕩，提高孤島系統(tǒng)穩(wěn)定性；當(dāng)固定聯(lián)絡(luò)線上有功功率，對無功功率進(jìn)行分析時，潮流流向為流入時，馬達(dá)負(fù)荷模型不利于孤島系統(tǒng)的穩(wěn)定.

圖26 聯(lián)絡(luò)線潮流由洲海流向長興潮流圖Fig.26 Tie-line power flow from Zhouhai to Changxing

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖27 聯(lián)絡(luò)線潮流為邊界值30 MVar時曲線Fig.27 Curves when the tie-line power flow is at the boundary value of 30 MVar

3)從發(fā)電機(jī)功角變化來看，在靜態(tài)負(fù)荷模型下，不論是否考慮負(fù)荷的頻率特性，其發(fā)電機(jī)的功角不會受到影響；但是加入馬達(dá)模型后形成的綜合負(fù)荷模型，有利于抑制發(fā)電機(jī)的震蕩，且具有延緩的作用.

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖28 聯(lián)絡(luò)線潮流小于邊界值10 MVar時曲線Fig.28 Curves when the tie-line power flow is less than the boundary value of 10 MVar

(a) 頻率偏差曲線

(b)電壓曲線圖29 聯(lián)絡(luò)線潮流大于邊界值60 MVar時曲線Fig.29 Curves when the tie-line power flow is greater than the boundary value of 60 MVar

綜上所述，上海崇明長興電網(wǎng)的仿真結(jié)果表明，考慮負(fù)荷組成比例，頻率因子參數(shù)等因素下的不同負(fù)荷模型對于該弱電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)果有不同的影響.與此同時，本文考慮的負(fù)荷組成比例，頻率因子參數(shù)等因素，可以為電力工作者在進(jìn)行電力系統(tǒng)動態(tài)仿真及穩(wěn)定分析有一定的借鑒作用.