藏中电网交流系统电磁暂态建模优化方案

在2011年7月间，随着220kV环网工程的建成，藏中电网将形成连接曲哥、乃琼、夺底三座变电站的220kV环网，实现了藏中电网由110kV主网架向220kV主网架升级运行。藏中电网220kV环网形成后，拉萨电网110kV电网的运行可靠性得到有效改善。根据系统分析，正常运行方式下，藏中220kV环网和110kV环网线路的N-1故障，不存在系统稳定问题或输变电设备的过载问题，220kV电网无功补偿配置基本满足要求，电压水平合理，全网无机组进相运行。

随着青藏直流的投运，藏中电网负荷快速增长，220kV环网下网潮流将大幅提高，超过全网总负荷50%，最大能达到73%。经过详细的计算分析，青藏直流投运后，藏中电网运行面临的主要问题体现在三个方面：①电网规模小，单机容量占比大，大机小网问题突出；②藏中电网短路容量小，直流与藏中电网交互影响大；③藏中电网负荷中心电压支撑弱，直流大容量接入后电压稳定问题突出。青藏直流投运后因交流系统故障导致的换相失败频发就是上述问题的直接表现。

图4-1　藏中电网交流等值网

为了分析青藏直流接入后，青藏直流换相失败与藏中电网交流系统故障相互影响的程度和范围，提出降低换相失败几率的措施，就必须对青藏直流和藏中电网进行电磁暂态建模分析，机电暂态分析无法达到研究目的，对藏中电网等值后的网络结构如图41所示，该网络具有87个节点，246条支路。

藏中电网交流系统电磁暂态建模采用本书所开发的机电暂态向电磁暂态转换工具完成。第一步选取网藏中电网潮流文件、动态数据文件和潮流计算结果，如图42所示，确定输出的电磁暂态模型文件名称。

图42　模型转换时选取潮流、动态和潮流结果文件

第二步是对转换参数进行选择，如图43所示，包括机电暂态计算潮流数据中的系统频率和参考功率设置。转换后的电磁暂态模型的基本参数，包括仿真步长、仿真时间、示波图的采样步长以及模型中的电源初始化时间。在转换参数选择项中，转换类型可以选择潮流转换和动态转换，潮流转换仅转换网络拓扑结构，对系统中的发电机等电源采用等值电源；动态转换不仅转换网络拓扑结构，还要根据动态数据文件对发电机、零序阻抗等参数进行转换。转换优先级选择中可以按照拓扑结构和分区机构两种方式进行拓扑结构转换，选择按拓扑结构转换时，将不考虑各节点所在的分区，而是根据节点的电气连接关系依次构图，在网络单线图超出画板的尺寸时自动截断并放置在另外的页面中继续转换电气接线图。按分区名转换时，软件将尽量把一个分区里的节点放置在一个画板中，如果某分区的节点数量太多，无法在一个画板中全部放置下时，程序会在另外一个新的画板中将剩余的分区的节点完成构制。转换参数选择完成后，可以进行模型转换。(www.xing528.com)

图43　设置转换参数

第三步是完成网络转换，如图44所示。该界面显示了待转换网络的潮流数据文件、动态数据文件、潮流结果文件和转换后的PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真模型文件信息，同时程序对待转换网络的母线总数、区域和分区数量进行了统计，软件执行完成后，便完成了藏中电网从机电暂态模型向电磁暂态模型的转换，转换后的可视化的藏中电网主页面和1B区域可视化拓扑结构图如图45所示。

图44　网络信息统计及模型转换

图45（一）　转换后的藏中电网主页面和1B区域可视化拓扑结构图

图45（二）　转换后的藏中电网主页面和1B区域可视化拓扑结构图