[发明专利]基于小扰动数据的电力负荷模型在线解析方法有效

专利信息
申请号: 202011562108.1 申请日: 2020-12-25
公开(公告)号: CN112736904B 公开(公告)日: 2023-06-06
发明(设计)人: 刘博;曾沅;孟德壮;栾文鹏;余贻鑫 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: H02J3/00 分类号: H02J3/00
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 李丽萍
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 基于 扰动 数据 电力 负荷 模型 在线 解析 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于小扰动数据的电力负荷模型在线解析方法,利用工程实际便于实时获取的小扰动数据,包括:获取各类典型电力负荷的单元电压/频率‑功率响应特性参数,建立典型电力负荷单元模型库;在线实时量测电力负荷的节点电压、频率和功率数据;根据负荷实际情况选定其主要成分类型;将选定的负荷成分类型对应的单元电压/频率‑功率响应特性参数进行加权聚合,近似估计电力负荷的综合单元电压/频率‑功率响应特性参数;根据在线实时量测数据对加权聚合的权重系数进行最优求解,确定负荷成分比例,实现模型解析。本发明方法不仅能够克服传统方法缺乏时效性、过度依赖故障数据、难以在线应用的缺点,而且可提高负荷模型精度。

技术领域

本发明涉及电力系统负荷模型辨识领域,具体涉及一种基于小扰动数据的负荷模型在线解析方法。

背景技术

随着现代电力系统复杂度的不断增强、规模的不断扩大,系统运行调控对安全稳定性实时分析与在线仿真计算准确性的要求也在不断提高,这对负荷模型的准确性也提出了更高的要求。电力负荷因其类型多样、地域分散、状态随机不确定等特点而难以对其电压/频率-功率响应特性进行准确描述,同时分布式电源大规模广泛接入、各种新型电力电子器件及设备的大量使用,也给负荷建模工作带来了全新的挑战。

传统的负荷建模方法主要分为:总体测辨法和统计综合法。总体测辨法一般发生在大扰动故障后,利用故障量测数据采用优化算法对负荷模型参数进行辨识修正。统计综合法通过调研、统计、试验等方式得到负荷节点的底层负荷设备模型及对应组成比例,采用聚合算法自低电压等级向高电压等级逐层聚合,得到高电压等级(如220kV)的聚合模型。一方面,电力系统故障却不常发生,另一方面,调研统计的周期一般较长,而且统计信息的准确性通常无法得到保证,这使得现有方法无法有效应对负荷模型的时变特性,模型精度往往不够。

目前,电网广域测量系统(WAMS)、数据采集与监控系统(SCADA)、故障录波监测系统(FRMS)等监测系统日益完善,为不同电压等级节点的负荷模型的建立提供了海量数据。其中,相对于故障发生时产生的大扰动数据,母线电压在额定电压±5%范围内波动时负荷节点量测到的电压及功率数据更为常见,可称为小扰动数据。若能利用小扰动数据实现电力负荷模型辨识,则理论上负荷模型可以跟随不同时刻负荷成分的变化而变化,准确性更高。

发明内容

针对上述问题,结合工程实际条件,借鉴非侵入式负荷监测与分解理论及方法,利用便于实时获取的小扰动数据,提出了电力负荷模型组成成分在线解析方法,能够克服传统负荷建模方法缺乏时效性、过度依赖故障数据、难以在线应用的缺点,可为电力系统在线安全仿真分析与运行控制提供更为准确的负荷模型。

为了解决上述技术问题,本发明提出的一种基于小扰动数据的电力负荷模型在线解析方法,包括以下步骤:

步骤一:选取响应特性差异明显的多类电力负荷作为典型电力负荷,获取各类典型电力负荷的单元电压/频率-功率响应特性参数,建立典型电力负荷单元模型库;

步骤二:以电力负荷l表示由节点供电的电力负荷整体,获取电力负荷l的在线实时量测数据,包括在线实时量测的节点电压、频率和功率数据,进而可以得到电力负荷l的单元电压/频率-功率响应特性参数;

步骤三:依据所述典型电力负荷单元模型库中的电力负荷类型,根据步骤二量测得到的数据及电力负荷l的实际情况,选定其中超过负荷总容量5%的电力负荷成分类型;

步骤四:对于步骤三选定的电力负荷l的电力负荷成分类型,将它们的单元电压/频率-功率响应特性参数进行加权聚合,近似估计电力负荷l的包括全部电力负荷类型对应的综合单元电压/频率-功率响应特性参数;

步骤五:根据步骤二的在线实时量测数据对步骤四中参与加权聚合的权重系数进行最优求解,确定该电力负荷l的电力负荷成分比例,实现电力负荷模型在线解析,进而确定电力负荷l的完整综合电压/频率-功率响应特性。

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