CSEE 标准算例-稳态工频过电压
案例介绍
工频过电压 CSEE-PFO 算例是由中国电机工程学会（Chinese Society for Electrical Engineering）发布的新型电力系统标准算例1。CSEE-PFO 算例以 500kV 为主网架，三相交流母线数为 70，其中 500kV 节点数为 10，交流线路数为 26，直流线路数为 1，该算例为稳态工频过电压场景。
使用方法说明
稳态工频过电压标准模型的适用范围：
- 建议步长：50 μs
算例介绍
CSEE-PFO 算例是一个 HVDC 送端系统，取自中国某区域电网的 HVDC 送端。主电网有 10 个 500kV 节点，模型还包括 58 个低电压水平的节点，描述了所有电力设备的连接细节，系统拓扑如下图所示。
CloudPSS 上该算例的系统拓扑如下图所示。
输电网架概况
输电网架概况如下表所示，共有三相交流母线70条。
| 电压等级/kV | 节点数目 | 节点类型 |
|---|---|---|
| 525 | 10 | 交流输电网架 |
| 230 | 14 | 变压器中/高压侧 |
| 37 | 25 | 三绕组变压器低压侧 |
| 20 | 7 | 发电机母线 |
| 0.69 | 8 | 风机母线 |
| 0.4 | 6 | 光伏母线 |
线路及变压器概况
系统共有交流输电线路 26 条，变压器 48 台，并通过 1 回 ±500kV 直流输电通道与其他电网互联，线路及变压器概况如下表所示。
| 类型 | 数目 | 备注 | |
|---|---|---|---|
| 交流线路 | 26 | 500 kV | 12 |
| 220 kV | 14 | ||
| 两绕组变压器 | 37 | 750MVA | 5 |
| 360MVA | 10 | ||
| 300MVA | 14 | ||
| 240MVA | 8 | ||
| 三绕组变压器 | 11 | 1000 /1000 / 360 MVA | 11 |
| 直流线路 | 1 | 额定电压/ kV | ±500 |
| 额定功率/MW | 3700 | ||
电源概况
火电机组总装机 2750MW，风电机组总装机 1600MW，光伏总装机 1200MW，新能源机组装机占比为 50.5%。系统电源装机概况详见下表。
| 接入母线 | 火电/MW | 风电/MW | 光伏/MW |
|---|---|---|---|
| B02 | —— | 1600 | —— |
| B03 | —— | —— | 1200 |
| B04 | 1320 | —— | —— |
| B05 | 1430 | —— | —— |
| 合计 | 2750 | 1600 | 1200 |
负荷概况
系统总有功负荷 1830MW，总无功负荷 372Mvar，负荷功率因数为 0.98，各母线负荷水平见下表。
| 母线 | 有功负荷/MW | 无功负荷/MVar |
|---|---|---|
| B10 | 260 | 70 |
| B11 | 260 | 70 |
| B12 | 50 | 32 |
| B13 | 230 | 30 |
| B14 | 230 | 30 |
| B15 | 400 | 70 |
| B16 | 400 | 70 |
| 合计 | 1830 | 372 |
新能源与直流模型说明
系统中共有 8 组直驱风机机组，6 组光伏机组，1 回直流。算例中的直驱风机风场采用 直驱风机01型-标准封装模型，双馈风机风场采用 双馈风机01型-标准封装模型，光伏机组采用 光伏发电01型-标准封装模型，每一回直流由 2 个 LCC直流（单极） 模型构成。
需要进行说明的是，在当前版本（2025年08月26日）的 CSEE-PFO 标准算例中，新能源模型的直流侧电容参数过大（直驱风机的直流侧电容为 10E8 F，光伏电站的直流侧电容为 10E8 mF），在算例转换和对比时已将该参数分别修改为 0.15 F 和 0.0039 F。
算例仿真测试
稳态工频过电压场景
当直流发生闭锁故障时，即使所有补偿和滤波器都已断开，故障后的电压持续高于 1.05p.u.。设置 4s 直流双极闭锁，4.3s 切除换流站全部交流滤波器，4.3s 切除火电机组 1980MW，新能源机组 1600MW，4.72s 切除新能源机组 200MW，CloudPSS 与 BPA 的母线电压曲线如下图所示。
在 BPA 中 CSEE-PFO 故障后持续PFO场景的仿真结果如下图所示。通过对比可以看出，CloudPSS中 的 CSEE-PFO 算例在准确刻画新型电力系统的电磁暂态过程的同时，可以具备与机电暂态一致的特性。
由于新能源机组（直驱风机、双馈风机、光伏电站）的建模差异，以及电磁暂态仿真（CloudPSS）与机电暂态仿真（BPA）在算法层面的本质区别，标准算例的仿真结果存在合理偏差。
算例地址
点击打开算例地址：CSEE标准算例-稳态工频过电压
原始算例下载链接：中国电机工程学会新型电力系统标准算例
脚注
-
H. Sun, B. Zhao, S. Xu, T. Lan, Z. Li and P. Wu, "Test Models for Stability/Security Studies of AC-DC Hybrid Power Systems With High Penetration of Renewables," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 40, no. 1, pp. 957-969, Jan. 2025 ↩︎