[发明专利]一种考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法

说明书

本发明提一种考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，包括以下步骤：获取负荷元件的频率特性曲线；计算负荷元件的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数；将负荷元件按负荷特性分为静态负荷和动态负荷；计算静态负荷的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数；计算负荷节点的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数；确定负荷节点的异步电动机机械转矩系数。本发明克服了传统负荷模型无法准确描述负荷频率特性的缺点，提高了电力系统仿真计算的可信度，为电力系统的科学规划和安全稳定运行提供了有力保障。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真技术，具体涉及一种考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法。

背景技术

随着电力系统互联程度的提高，电网在故障下的动态特性变得越来越复杂，为了提高电网的安全性预防大停电事故的发生，在电网规划和运行中往往需要对电网在特定状态下的特性进行全面了解。因为一方面电网自身的要求决定了不可能在实际电网中做实验来研究系统稳定性，另外一方面仿真所针对的运行状态往往是未来的预想情况，实际当中还没有发生，所以也决定了不可能在实际系统中对电网的稳定性进行研究。在这种情况下仿真就成了电网运行、规划、设计必不可少的工具。

在实际运行的电力系统中，通过实测可得频率动态过程曲线，但系统仿真结果与实测频率动态过程曲线有时会存在较大差异。1996年，美国西部协调委员会(WSCC)的事故分析报告中指出，采用不同的负荷模型进行仿真，将得到不同甚至截然相反的分析结果，这使人们认识到负荷模型对仿真计算的影响和重要性。

当系统发生故障造成功率不平衡时，频率会随之发生变化，尤其是在一些独立电网或者微网中,故障时频率变化往往较大，而电网的频率特性取决于负荷频率特性，因此，考虑频率特性的负荷模型结构及参数对正确认识微网或独立电网的系统频率动态特性十分重要。以往建模的对象为规模较大的互联电网，系统频率变化较小，很难同时兼顾负荷频率特性和电压特性进行负荷建模。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，通过计算负荷元件的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数、静态负荷的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数以及负荷节点的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数，最终通过故障拟合法确定负荷节点的异步电动机机械转矩系数。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：获取负荷元件的频率特性曲线；

步骤2：计算负荷元件的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数；

步骤3：将负荷元件按负荷特性分为静态负荷和动态负荷；

步骤4：计算静态负荷的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数；

步骤5：计算负荷节点的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数；

步骤6：确定负荷节点的异步电动机机械转矩系数。

所述步骤1中，通过实际等值系统获取负荷元件的频率特性曲线；

所述实际等值系统包括无穷大等值交流系统、等值发电机、降压变压器、配电变压器、线路、220kV母线、110kV母线、10.5kV母线、断路器和负荷元件；

所述无穷大等值交流系统和等值发电机通过线路与220kV母线连接，降压变压器的高压侧连接220kV母线，其低压侧连接110kV母线；110kV母线通过断路器连接配电变压器的高压侧，配电变压器的低压侧10.5kV母线连接负荷元件。