[发明专利]一种基于负荷曲线分解的农村负荷类型负荷建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建模方法，具体讲涉及一种基于负荷曲线分解的农村负荷类型负荷建模方法。 

背景技术

电力系统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仿真结果和以此为基础的决策方案。仿真所采用的模型和参数是仿真准确性的重要决定因素，目前发电机、励磁系统、调速系统、变压器、输电线路的详细数学模型和建模技术已经得到了很好的发展，相对而言电力负荷模型仍较简单，往往是从基本物理概念出发而采用的实用化模型和参数。多年来，我国各大电网在电力系统分析计算时，通常按照经验选定某种常见的负荷模型（如电动机+恒阻抗模型或恒定功率+恒定阻抗模型）并定性地确定模型参数。 

电力系统负荷建模由于其复杂性、分布性、时变性以及随机性等因素，决定了其数学模型建立的困难。目前的负荷建模方法基本上可分为3类，即统计综合法、总体辨测法和故障拟合法。这三种方法各有其优缺点。用统计综合法得到的负荷模型具有物理概念清晰、易于被工程人员理解的优点，但其核心是建立在“统计资料齐全，负荷特性精确”的基础之上，这一点往往难以做到，而且不可能经常进行统计，从而无法考虑负荷随时间变化的特性。总体测辨法避免了大量的统计工作，有可能得到随时间变化的在线实时负荷特性，其最大的问题在于过份依赖扰动事故，且辨识的模型参数物理意义不明确，另一个问题是难以在系统中所有变电站都安装有关装置。故障拟合法的优点是参数确定过程与现在程序计算时选择参数的过程一致，而且在某些故障下能获得重现。但实际上它是一种试凑的方法，在某些故障下的负荷参数是否适用于其他故障难以保证，而且认为全系统负荷参数相同、不变显然不符合负荷的实质。以上三种方法中统计综合法由于其物理模型清晰、概念明确，便于定性了解负荷特性，被广泛应用。 

但传统的统计综合法存在一定的缺点，包括： 

（1）调查所得负荷容量与实际负荷功率并不一致，因为存在同时率的问题，并非所有设 备都是24小时投入使用，因此，需要进行分时段调查统计； 

（2）随着时间的推移，实际负荷功率、负荷构成以及网络结构都可能发生变化，如果对负荷进行一次调查统计建模工作后就想一劳永逸，难以达到准确度要求； 

（3）调查工作需统计成千上万个用户的负荷组成及参数，工作量巨大，而且难于获得准确的统计结果。 

综合负荷构成成分的随机时变是其负荷特性具有随机时变性的本质原因。这种时变性必然导致电力用户和变电站的日负荷曲线具有时变性。因此，用户和变电站的日负荷曲线必然含有反映负荷构成特性的丰富信息。 

根据行业负荷分类的惯例，可将负荷划分为工业负荷、商业负荷和城市居民负荷、农村负荷及其他负荷这4类。其中农村负荷类型是比较复杂的负荷类型之一，也是比较重要的负荷类型，在各负荷类型站点中占有较大比重。农村负荷曲线具有如下特点： 

含有灌溉负荷的农村负荷的基本特点如下： 

(1)农村负荷也随着季节和时间的变化而变化，春季和秋季白天含有大量的灌溉负荷，冬季含有一定的制热负荷，而夏季含有一定的制冷负荷，但是制热负荷和制冷负荷比例都不大。 

(2)春季和秋季含有较大的灌溉负荷，是农村负荷的主要特点。灌溉负荷一般出现在白天的上午和下午，3、4、5月份和9、10、11月份灌溉负荷占有的比例较大； 

(3)农村负荷一般都比较小，负荷曲线的规律性不强，特殊的负荷曲线占有的比重较高。 

(4)不同的农村负荷线路灌溉负荷占有的比例有一定的差异。 

(5)对于每一天的负荷曲线，高峰负荷一般出现在晚上，部分线路白天的灌溉负荷较多，可能出现在白天。对于晚上负荷，一般春季和秋季的负荷较低，而冬季和夏季的负荷较高。对于白天的负荷，2月份的负荷比较低，其它月份负荷都比较高。 

通过对用户和变电站日负荷曲线的特征分析，就能确定与之对应的各个典型用电行业用电设备构成比例及变电站的用电行业构成比例。由于数据采集与监控（SCADA）系统及负荷控制管理系统（简称负控系统）能够分别提供实时的变电站综合负荷的日负荷曲线和电力用户的日负荷曲线，因此，由此确定的综合负荷构成比例将具有在线、实时建模的性质，从而能够从根本上克服传统统计综合法负荷建模的固有缺陷。 

发明内容