[发明专利]一种基于微扰动法的柔性负荷可控特性在线建模方法

说明书

本发明公开了一种基于微扰动法的柔性负荷可控特性在线建模方法，包括：步骤1，获取先验数据：获取负荷功率电压特性LTV过程的过渡过程时间和最高工作频率；步骤2，设计输入信号：设置伪随机二进制信号作为输入的激励信号；步骤3，数据处理：避开信号的非平稳过程后开采样，并对采样的输出信号进行预处理；步骤4，LTV过程的脉冲响应辨识：利用互相关辨识法辨识系统的负荷功率电压特性LTV过程，得到输出负荷功率电压特性LTV过程的脉冲响应函数；步骤5，根据脉冲响应函数进行柔性负荷可控特性建模。本发明微扰动既保证了柔性负荷的功率调节特性可以实时激发，又不会影响系统的正常运行；既能表征柔性负荷的静态特性，也能体现柔性负荷的动态特性。

技术领域

本发明涉及配电网负荷控制技术领域，尤其涉及一种基于微扰动法的柔性负荷可控特性在线建模方法。

背景技术

传统电网的调节主要集中于电源侧与网侧，体现在机组出力的调整与网络运行模式的变化。随着分布电源的快速发展，尤其是分布式新能源在电网中的大量安装，电网的运行灵活性亟需增加，挖掘负荷侧尤其是柔性负荷的调节潜力是一项富有挑战但极有意义的事情。负荷调节在电力市场较为成熟的欧美国家主要是以需求侧响应的方式实现的。需求侧响应往往通过电价激励或者合同签订的方式，利用峰谷电价引导电力用户的用电行为或者在合同要求内对用户进行限电，但这种方式下功率响应量取决于用户的参与度，具有很大的不确定性。目前研究较多的负荷控制技术是精准负荷控制技术，通过在电力用户终端安装远程控制器，在需要进行功率调节时临时切断负荷电力供应，从而缓解功率调节压力，但这种方式需要大量安装远程终端，同时0-1式的投切控制缺少灵活性。

与上述的负荷控制技术不同，本专利涉及的柔性负荷控制技术是一种通过改变用户供电电压而调整负荷用电功率的直接负荷控制技术，在欧美等国家也称之为节能降压技术(Conservation voltage reduction,CVR)。所涉及的柔性负荷控制技术基于负荷功率一般对电压变化均有响应的事实，通过连续快速的改变用户用电电压，实现对负荷功率的精准控制。根据负荷特性的描述，负荷功率会随着负荷端电压变化而变化。以负荷的静态电压特性为例，负荷功率是端电压的函数：P＝P(V),Q＝Q(V)。典型工业城市负荷的静态电压特性如图1所示，可以看出随着电压的增大，负荷的有功功率和无功功率都会相应地增加。电力系统经常将电力负荷等效为ZIP负荷，如公式(1)所示。当电压V变化时，负荷功率将根据恒功率系数a_p,恒电流系数b_p，以及恒阻抗系数c_p进行相应的变化。

但由于不同负荷的电路结构不同，同时天气与用户用电习惯也在不断发生变化，负荷的静态电压特性具有时变性与随机性。传统上，柔性负荷的可控特性由降压节能系数(CVR factor)表示，如公式(2)所示。CVR系数量化了负荷功率对电压变化的响应。例如，某个时刻负荷均为很阻抗负荷时，CVR factor＝2,而如果负荷构成发生变化，负荷均为恒电流负荷时，CVR fator＝1。

CVR factor＝ΔP/ΔV (2)

需要说明，柔性负荷已经逐渐应用于电力系统调频、调峰等实时控制领域。然后，从公式(2)可以看出，CVR factor仅从稳态特性表示了柔性负荷的可控特性，而无法体现柔性负荷的暂态控制特性。

为在线对柔性负荷的可控特性进行建模，本专利设计了一种基于微扰动法的柔性负荷可控特性在线建模方法，该方法同时使用CVR factor与负荷功率电压特性(Load-to-voltage,LTV)的传递函数表示柔性负荷的可控特性，相关专利还未见报道。

发明内容