[发明专利]一种电力系统负荷的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统负荷建模技术领域，更具体涉及一种电力系统负荷的建 模方法，适用于以220kV变电站所供负荷为对象，以考虑配电网络的综合负荷 模型为目标的负荷建模及参数辨识问题的研究。

背景技术

目前，数字仿真已成为电力系统规划、设计、运行的主要工具，数字仿真 结果的准确度直接影响运行和规划中决策的正确性，是电力系统设计、规划、 运行的基础。电力系统仿真计算与实际情况的吻合程度取决于所采用的模型的 准确性。与发电机建模相比，负荷建模有其特别的困难。高压母线上的综合负 荷由众动态用电设备和静态用电设备以及输配电网络和并联补偿电容等构成， 这些设备散在一定的区域内，与高压母线的电气距离各不相同，其特性和运行 状态各异，且负荷的构成和运行状态随时间气候等因素变化而变化，不同地区 的负荷也有很大差异，这些因素使建模非常困难。

国外负荷模型一般采用IEEE推荐的由静态模型和动态模型构成的标准负 荷模型，该模型结构统一，参数固定，不能很好结合各地特点；目前，国内负 荷模型的研究走在了世界前列，负荷模型的研究方法主要分为统计综合法和总 体测辩法两大类。统计综合法主要对少数负荷点进行统计调研，通过聚合方法 得到负荷模型参数，对于负荷参数的准确性无法验证，且缺乏推广应用的理论 依据。总体测辨法的基本思想是将负荷群看成一个整体，通过现场采集负荷所 在母线的电压、频率、有功、无功数据，采取系统辨识理论确定负荷模型参数。 由于模型参数的辨识方法具有多解性，因此如何辨识出模型结构和参数的真 解，还未见报道。

发明内容

本发明针对现有统计综合法建模与总体测辩法建模存在的上述不足，本发明 的目的是在于提供了一种电力系统负荷的建模方法，该方法易行，操作简便，以 电网中的220kV变电站所供负荷区域内所有负荷总特性为对象进行负荷模型参 数研究，以统计综合法确定的负荷模型参数作为初值，采用总体测辩法进行负荷 模型参数的辨识和校核，充分利用了现有软、硬件设施，便于在线实施，克服了 统计综合法参数准确性无法验证和推广应用的不足，解决了总体测辩法可辨识性 以及多解的问题，具有良好的推广应用价值和前景。

一种电力系统负荷的建模方法，其步骤如下：

A、基于日有功负荷曲线的负荷分类，选定日负荷的三个时间段作为对象， 7:00至8:00，9:00至19:00，20:00至22:00，分别定义为日负荷低谷区、平坦区、 高峰区时段，在选用静态指标参数的基础上，根据不同类型变电站日负荷曲线呈 现的分区时段上的变化不同，定义了反映典型类型负荷的相对动态变化趋势的指 标，与其它参数一起构成6维特征量数据空间：[x1，x2，x3，x4，x5，x6]，利用模糊c 聚类方法进行聚类，

B、基于统计综合法的负荷建模，结合负荷分布和负荷分类，每类负荷选取 一个变电站开展基于统计综合法的负荷调研，其中，以各电压等级变电站为点， 调查、收集各级网络参数和支路潮流以及无功补偿情况；以直接供给终端负荷的 10kV馈线为主线，调查、收集各终端负荷不同季节下的负荷构成和负荷特性资 料，根据220kV变电站的负荷特性调查结果，以配电网络的综合负荷模型结构为 建模的目标：

上述各等值元件模型中，确定的参数为：

(1)等值电动机参数R_s，X_s，X_m，R_r，X_r，H，A，C；R_s，X_s为定子电阻和电抗； R_r，X_r为转子电阻和电抗；X_m为励磁电抗；H为惯性时间常数的一半；A，C为 机械转矩系数；

(2)静态负荷参数P_Z，P_I，Q_Z，Q_I；P_Z，P_I为恒阻抗、恒电流负荷占总的有功 负荷的比例；Q_Z，Q_I为恒阻抗、恒电流负荷占总的无功负荷的比例；

(3)无功补偿参数Q_C；为并联电容器补偿容量；

(4)配网阻抗参数R_D，X_D；