[发明专利]一种在电力系统中考虑配电网络综合负荷模型的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的模拟与计算，特别涉及一种在电力系统中考虑配电网络综合负荷模型的实现方法。

背景技术

电力系统的数字仿真己成为电力系统规划设计、调度运行和分析研究的主要工具，电力系统各元件的数学模型以及由其构成的全系统数学模型是电力系统数字仿真的基础，模型的准确与否直接影响着仿真结果和以此为基础的决策方案。仿真所用模型和参数是仿真准确性的重要决定因素。长期以来，人们对于发电机、调速系统、励磁系统等元件在行为机理和现场实测方面进行了深入研究，提出了适应不同仿真精度要求的数学模型。而负荷模型往往比较粗略，影响了计算结果的可信度，给决策方案的取舍带来了困难，也因此受到了广泛重视。

2004年国家电网公司负荷模型工作组对我国各电网负荷模型应用和研究现状进行了调查，发现各电网规划和调度部门一般采用一定比例的静态负荷+感应电动机，如附图1所示。现有模型存在如下局限性：

1)现有模型静态部分没有考虑配电系统阻抗的影响

由于用电负荷都是由配电网络供电，在等值负荷模型中，等值电动机和静态负荷都应该考虑配电系统等值阻抗。同时，由于负荷的非线性，还难以采用数学方法将静态负荷从配电网络中等效地移出。

2)现有模型的电动机定子电抗计及配电系统阻抗时，没有考虑配电系统的无功补偿以及静态负荷的影响

在现有模型中，将配电系统等值阻抗直接与等值电动机的定子阻抗合并。这种处理，在不考虑配电网络无功补偿和静态负荷的条件下，是可行的。但是，由于没有考虑配电系统的无功补偿，将导致配电系统等值阻抗的压降增加，恶化电动机的运行条件。

3)现有模型静态部分的无功功率可能有负的恒定电流和恒定功率成分，即被处理成无功电源。

由现有模型的初始化计算可知，当等值电动机吸收的无功功率大于系统向负荷提供的无功功率(潮流计算中的无功负荷)时，就会导致静态负荷的无功功率为负值。对于恒定阻抗部分，可以等效为无功补偿，是合理的。对于恒定电流和恒定功率部分，则被等效为无功电源，可能导致系统稳定水平的大幅度提高。但是，实际系统中并不存在这样的无功电源，显然是不合理的。

由于负荷的分散性、随机性和多样性等特点，建立精确的负荷模型，绝非易事。国际上，美国电气与电子工程师学会(The Institute of Electric andElectronic Engineer，IEEE)和国际大电网委员会(CIGRE)都设有负荷建模研究的专门小组，发达国家的电力公司几乎都在负荷建模研究方面做了大量工作：北美主要使用统计综合法LOADSYN负荷建模软件包，是美国电力科学研究院(EPRI)委托美国德州电力公司和通用电气公司合作完成。但其所建模型并不精确，电力公司仍需要在实际运行中不断修正，力求更加符合实际。如美国西部电力协调委员会(WECC)在对1996年8月美国西部电力系统大面积停电事故仿真分析的基础上，提出了WECC系统计算分析中负荷模型的修改意见，建议采用一定比例的电动机模型。近年来，我国电力公司和科研院所(或高校)合作对各电网负荷模型进行了一定的研究，取得了一些有益的经验和研究成果。但是，还没有得到在工程上普遍接受的负荷模型。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在电力系统中考虑配电网络综合负荷模型的实现方法，提出了迭代求解方法，不增加节点导纳阵的规模，计算量增加很少。

本发明在电力系统中考虑配电网络综合负荷模型的实现方法中，将等值静态负荷、等值电动机、等值发电机和配网无功补偿装置通过配网等值阻抗与变压器的母线相连，形成虚拟负荷节点。

其中，包括下列步骤：

步骤A：预先将输入的相关负荷、电动机、配电网络等值阻抗的相关输入参数进行初始化；

步骤B：依照预定的迭代算法，根据第k-1次迭代的负荷功率P^(k-1)、Q^(k-1)和第k次迭代的节点电压计算虚拟负荷节点的电压

步骤C：由步骤B中计算得到的虚拟负荷节点电压计算所述各个负荷和无功补偿的功率和注入电流以及等值发电机的出力和注入电流，进而得到系统负荷节点的注入电流