Improved Application of Power Acceptability Curves and Their Application to Certain Three-Phase Loads

The electric power acceptability curves are loci in the bus voltage-disturbance time plane. These loci separate regions of operation into "acceptable" and "unacceptable." Several power acceptability curves exist, and this paper discusses a constant energy model for the derivation of the curves. The application of the curves is discussed. The main foibles of the curves in the undervoltage disturbance region are that they do not model three-phase effects and they were not designed for rotating loads. The paper proposes a solution to these drawbacks. The use of power acceptability curves for three-phase induction motors and six-pulse rectifier loads is discussed.     

考虑多重因素耦合的广义负荷特征曲线的模式分析

在可再生能源、需求侧响应、电动汽车、储能等多重因素耦合影响下,电力负荷发生根本的变化,从传统的"纯负荷"逐渐演变为具有"负荷"+"电源"双重特性的广义负荷。这是一个新兴的、复杂和抽象的概念,分析研究其曲线模式和特征,是电力系统规划、调度的重要基础工作。针对当前缺乏广义负荷数据、缺少对广义负荷曲线特征研究的问题,文中提供了不同因素作用下的广义负荷模拟模型,进而对不同场景下的广义负荷曲线形态特征进行探索。首先,分别建立考虑电动汽车充电、新能源接入、响应电价、响应新能源波动的广义负荷模拟模型;基于此,提出综合考虑多重因素耦合作用下的广义负荷模拟模型。通过建立的模拟模型,可以生成未来广义负荷数据进行分析,解决目前缺少分析数据的问题。采用基于密度的DBSCAN聚类方法从生成的数据中提取出广义负荷特征曲线。最后,通过设置不同的广义负荷场景,对未来广义负荷特征曲线进行了仿真分析,获得了多种未来可能出现的广义负荷特征曲线。     

考虑本位元胞接受能力和相邻元胞负荷影响的空间负荷预测

针对现有空间电力负荷预测方法没有考虑待预测区域内各供电小区之间的负荷相互影响关系的情况,提出一种考虑本位元胞接受能力和相邻元胞负荷影响的空间负荷预测方法,主要适用于城市电网规划年负荷预测.首先,利用变异系数建立本位元胞接受负荷影响的量化模型,来反映本位元胞对相邻元胞负荷影响的接受能力;其次,考虑待预测区域内各元胞之间的距离因素和用电负荷相似性因素生成空间复合权重矩阵,并利用空间卷积建立相邻元胞产生负荷影响的量化模型,来反映相邻元胞对本位元胞产生的负荷影响;然后,综合考虑本位元胞接受负荷影响的能力和相邻元胞产生负荷影响的共同作用,构建空间电力负荷预测模型;最后,通过工程实例分析验证了所提方法及模型的正确性和有效性.     

基于剪枝策略和密度峰值聚类的行业典型负荷曲线辨识

辨识不同行业的典型负荷曲线对于配售电公司的运行调度、售电决策和风险管理均有重要意义。鉴于此,提出了一种基于剪枝策略和密度峰值聚类的行业典型负荷曲线辨识方法。首先,提出了衡量负荷曲线位移变化后相似性程度的快速动态时间扭曲(FDTW)距离指标,进而提出了一种搜索FDTW距离的剪枝策略,以实现对负荷曲线间形态差异的精准高效量度。接着,提出了基于加权密度峰值快速搜索聚类算法的行业负荷用电类型划分方法以及用户行业信息错误识别方法。然后,以最小化负荷曲线簇内FDTW距离为目标,提出了基于重心平均算法的行业典型负荷曲线辨识方法。最后,以浙江省某市工商业用户为例进行验证分析,算例结果表明所提方法可以准确量度负荷曲线形态相似性,快速划分行业用电类型并有效辨识具有共同形态特征的典型负荷曲线。     

燃煤发电机组负荷率影响供电煤耗的研究

燃煤发电机组负荷率、环境温度和燃用煤种是影响供电煤耗的3个主要外部因素。讨论了负荷率对不同类型机组供电煤耗的影响,机组类型从125MW的超高压机组到目前最为先进的1000MW超超临界机组,给出了供电煤耗随负荷的变化曲线。研究发现,机组供电煤耗随负荷的变化特性主要由汽轮机热耗率和厂用电率决定;在相同负荷率下,负荷曲线对供电煤耗也有一定影响。     

对求取电力系统PV曲线的连续潮流法的改进

针对现有连续潮流法在求取电力系统的PV曲线时存在的问题,提出了一种改进的连续潮流法.该算法通过对潮流方程的变换,摆脱了对负荷参数的依赖,改善了连续潮流法的收敛性,并以IEEE14节点系统为例作了计算分析.     

Quantitative assessments for transient voltage security

Transient voltage security means that the system is both transient voltage stable and transient voltage dips acceptable. The definitions are clarified in this paper. Self start technique for computing transient-voltage-stability-related limits is proposed. Based on a margin for transient voltage dip acceptability, a criterion for early termination of the simulation is put forward. Moreover, the procedure of calculating critical clearing time for transient voltage security is extended to that of calculating the critical load level, the minimum reactive power resources and minimum load shedding for keeping transient voltage security. It is also suggested that transient angle stability and transient voltage stability and transient voltage dip acceptability be quantitatively assessed along the same simulation trajectory. The most critical one among the three kinds of limits is regarded as the global transient security limit. The effectiveness and robustness of the proposed approach are demonstrated in this paper with statistic information resulting from 47987 test cases on two practical power systems     

负荷计算方法与配电系统降耗设计探讨

分析供配电设计中存在变压器轻载、低效运行的原因,指出采用需要系数法及利用系数法确定计算负荷的局限性。分析表明,需结合工艺生产过程确定计算负荷。提出可利用软件准确计算最大半小时电力负荷、平均负荷及输出负荷曲线。根据新的负荷计算方法提出了基于变压器节能运行的容量选择及负荷分配方法,并从配电电缆经济性方面对末端配电方式进行了讨论。     

基于空间密度聚类和异常数据域的负荷异常值识别方法

针对海量电力负荷数据,提出一种基于空间密度聚类和异常数据域的负荷异常值识别方法.首先,基于空间密度聚类方法将负荷曲线按照正常和异常用电模式进行分类,并对正常用电模式中的负荷曲线进行负荷水平分类.然后,在不同负荷水平下,利用负荷期望值的置信区间和负荷样本与样本均值之间偏差的四分位差,构建异常数据域.考虑非典型用电行为的偶然性,引入用电时刻偏移量,对形成的异常数据域进行修正,并构建面向异常用电模式的异常数据域.在算例中,采用居民和工业用户的负荷数据集对所提方法进行检验,相比于传统方法,文中所提方法的识别精确率平均提高了10％以上,综合评价指标平均提高了4％以上.     

发电厂新营运模式下AGC的实施

对发电厂在“厂网分开、竞价上网”新营运模式下自动发电控制（AGC）的实施方式作了探讨,这是一种以独立发电公司为单元的,以负荷经济分配为基础的新的电网调度形式。通过分析当前AGC方式及发电机组最新的控制水平,介绍了有杉实时的厂级监控信息SIS系统,实现实时成本核算和竞价上网,完成机组经济负荷调度AGC的方法。在新营运模式下,电网调度AGC对一个独立发电公司进行实时负荷指令,需要经过电厂经济负荷分配再落实到每台机组。     

基于节点阻抗解析的电压稳定性评估

在ＺＬ－Ｖ空间中,通过节点负荷在该空间的非线性特性和电网对节点负荷的供电特性曲线（对应于Ｐ－Ｖ曲线的ＺＬ－Ｖ曲线）,展示了扰动后第一、二类阻抗变化引发对运行点走向影响的规律,讨论了按这两种曲线比值确定性判据的问题。提出了集结负荷特性应充分考虑群体效应,并以异步电机动堵（逆）转概率分布为例,说明了考虑群体效应的途径。     

负荷静态特性对PV曲线的影响

以单负荷无穷大系统为研究对象,负荷采用幂指数静态负荷模型,通过数学理论分析了负荷静态特性对PV曲线的影响,并分析了不同负荷模型的λV曲线和PV曲线的变化趋势及对系统电压稳定性进行了比较。分析结果表明:只有在恒功率负荷的模型下λV曲线的鼻端对应于PV曲线的鼻端,非恒功率负荷的模型下λV曲线的鼻端对应于PV曲线的下半支,和恒功率负荷最易失去稳定性,而恒阻抗负荷不存在不稳定的问题。最后通过仿真验证了理论分析的结果。     

柴油发电机组容量选择探讨

介绍了相关标准中柴油发电机组功率的定义。论述了火力发电厂保安负荷的确定原则和保安负荷的特性,并对DL/T5153—2002《火力发电厂厂用电设计技术规定》中柴油发电机组容量选择的方法在工程实际应用中碰到的一些问题进行了探讨,提出了解决的思路。     

考虑特殊负荷的宁夏电网负荷建模

提出了考虑特殊负荷的实际电网电力负荷综合建模方法。对典型日负荷曲线进行分析,定义了特殊负荷与一般负荷的分类判据;根据特殊负荷生产特性,采用适用于电解铝类负荷的I+M型综合负荷模型和适用于铁合金类负荷的Z+M型综合负荷模型;最后根据分类结果和典型负荷节点的参数辨识,建立宁夏电网负荷模型。仿真结果和实际调研结果对比表明,该方法效果良好,建立的模型更接近宁夏电网实际负荷特性。     

Method to estimate long‐term change of heat and electric power daily load curves in Japan

The rapid spread of CHP systems will put pressure on the regional power system to require an examination of the power and heat output of CHP systems. When considering the countrywide potential of the CHP system, one should examine such a system in coordination with the grid power system. It is essential to calculate the heat and power demand at end‐use level. In this paper, annual heat and power demands of end‐use sectors are forecast to the year 2025 based on 20‐year data. Regression analysis is used. Estimated annual demands are divided into the seasonal hourly demands considering demand characteristics. Daily load curves of heat and power demands are determined for the Japanese end‐use sectors, and the annual changes of such demands are shown by duration curves of heat‐to‐power ratios. Moreover, the grid power daily load curves are computed numerically from the estimated heat and power demands for the manufacturing, residential, and commercial sectors. Such load curves also consider self‐generated power for the manufacturing industry and self‐consumption of the grid power. Estimating heat and power demands allows for a joint analysis between the power system and the future phasing in of CHP systems. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 153(3): 18–30, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20162     

基于非参数回归分析的工业负荷异常值识别与修正方法

工业负荷数据记录了用户的用电模式以及电量需求水平等重要信息,但是会因为干扰而导致记录数据中掺杂有异常值。针对上述问题,文中提出了利用非参数回归理论对工业用户负荷异常值展开辨析和更正。首先,考虑负荷数据时序相关特性,采用统计模糊矩阵分类法,对工业用户负荷进行用电模式分类,将负荷数据分为基础用电模式数据集和特殊用电模式数据集。然后,利用基础用电模式数据集,考虑各时刻的负荷数值分布情况,通过非参数回归分析方法提取中心负荷向量,进而构造异常数据域,对负荷异常值进行识别。最后,在常规加权均值法的基础上,引入负荷水平映射关系,完成对负荷异常值的修正。算例采用实际工业负荷数据进行测试,结果表明了所提方法的准确性。     

10kV备自投负荷均分功能探讨及优化

10 kV备自投装置负荷均分功能对保证供电可靠性具有重要意义。但在目前广泛应用的10 kV备自投装置中,其负荷均分功能仍存在动作模式单一、动作逻辑不够灵活以及可能导致母线失压的缺陷。本文以3台主变带4段母线的110 kV变电站为例,介绍了国内主流10 kV备自投装置负荷均分逻辑的充电条件及动作条件,探讨了该逻辑存在的优缺点,并对该逻辑中有可能导致母线失压的缺陷进行优化。通过在负荷均分逻辑中加入"先合后分"控制字定值,使备自投装置可以根据当前变电站的参数以及运行工况合理选择负荷均分逻辑,对保障用户用电可靠性有一定的参考意义。     

基于运行模式的无功电压优化调度的研究

运用基于运行模式的无功优化调度方法, 建立不同季节、不同负荷水平的运行模式。以目标电压范围为中心,对不同运行模式,规范约束条件及功率因素要求,制订无功电压调度曲线。文中提出的季度运行模式能反映众多运行样本的共性,涵盖它们的特殊性,这是区别于C.S.Chang方法的一个重要特点,不需要采用数据薄盒(data wafer)技术来解决过量存储的问题。     

A Methodology for Dynamic Utility Interactive Operation of Dispersed Storage and Generation Devices

This paper is introducing a new methodology for the dynamic integration of dispersed storage and generation devices into the electric utility distribution network operations. The dispersed source is viewed as an active device contributing towards the regulation of real and reactive power flows while improving the stability of the power system. Conceptual means are developed for an effective DSG-utility grid interface. Computer models of appropriate interconnection and control equipment are used in simulation studies to test the effectiveness of control strategies and optimize design parameters. Simulation results indicate that load frequency control and voltage regulation may be effectively accomplished with dispersed generators within a fraction of the time required for conventional regulating units. Appropriate modulation and conditioning of the DSG-output power can assist in damping out undesirable power oscillations. Implementation of the proposed policies may result in reduced load following requirements for conventional power generating units, increase the value and acceptability of new energy technologies, and improve power quality and stability of the interconnected system.     

基于CUDA技术的海量电力负荷曲线聚类算法

随着用电信息采集、负荷控制等系统中用户负荷数据的爆炸式增长,传统计算框架与方法在处理海量用户负荷聚类、开展负荷特性分析等业务时面临着巨大的计算压力。着眼于计算精度日益提高、计算能力日渐强大的图形处理单元(graphic process unit,GPU),基于Nvidia的统一计算设备架构(compute uniform device architecture,CUDA)提出了一种负荷曲线快速并行K-means聚类算法,采用距离计算并行化、曲线数统计并行化、线程块分配合理化等多个并行加速策略,极大地提升了用户负荷曲线的聚类速度。多个测试算例表明,文中提出的基于CUDA的K-means电力负荷曲线聚类算法加速比高,适应性强,是解决海量负荷曲线聚类问题的好方法。