负荷模型及参数对系统动态过程中频率的影响

在一些独立电网或微网中,故障时系统频率的波动往往较大,此时频率的变化对系统分析的影响已不能被忽略.以海南独立电网为研究对象,应用兼顾负荷频率特性的模型结构来辨识负荷模型参数,并在原负荷模型和实测负荷模型2种情况下,将该电网故障时系统频率的仿真结果与实测频率进行比较,验证了计及负荷频率特性进行参数辨识的合理性.在此基础上,利用摄动法分析了实测负荷模型各参数对系统动态过程中频率的影响程度.最后利用上述分析结论对实测负荷模型的参数范围进行了调整,并利用调整后的参数再次仿真,结果表明了该方法的有效性.     

计及频率特性的感应电动机参数变化对负荷特性的影响

对于网架结构比较薄弱的省网系统或者系统解列后形成的孤岛,发生故障时会引起比较大的频率波动。感应电动机作为电力系统动态负荷的主要成分,进行建模时考虑其频率特性尤为重要。基于感应电动机数学模型,考虑恒机械转矩、恒机械功率和变机械转矩等不同负载特性,在计及频率特性的情况下,通过解析法得到感应电动机转子滑差、有功功率和无功功率的表达式。当感应电动机的定子电感、转子电感、励磁电感和转子电阻变化幅度分别为±30%时,分析负荷特性参数变化对不同频率下的感应电动机吸收有功功率和无功功率的影响。利用Matlab建立感应电动机五阶电磁暂态仿真模型,仿真分析感应电动机参数变化对负荷特性的影响。将理论计算与仿真实验的结果进行对比,验证了所提方法的正确性。     

计及频率变化的感应电动机实用模型

频率是电力系统运行中的重要参数,电力系统仿真计算中必须考虑电力设备的频率特性。为此在电动机物理Park模型的基础上,重新定义电动机模型的实用变量,提出了考虑频率变化的电动机新定义3阶实用模型。传统定义3阶实用模型在实际应用中往往忽略了频率的导数项,由此给系统仿真带来了误差;而在新定义3阶实用模型中,实用变量的定义均不包含频率,电动势为磁链的线性关系,在电动势求导过程中不会出现频率的导数项。与传统定义3阶实用模型相比,该新定义3阶实用模型能够在不增加模型阶数的前提下准确考虑频率的影响。通过仿真算例验证了新定义3阶实用模型的准确性和有效性。     

大量风电引入电网时的频率控制特性

大量风力发电引入电网时,会对电网的频率控制带来影响。在深入分析异步电动机频率特性的基础上,采用所开发的电力扰动装置对不同转矩特性的异步电动机的频率特性进行了测试。基于加权综合的思路建立了包含异步电动机的综合负荷的频率特性模型。同时分析了风力发电的出力特性。通过对一个包含风力发电的电网进行分析,论证了考虑负荷频率特性以后,在同样电网调频能力的情况下,频率波动的偏差会变小。     

电力综合负荷感应电动机模型参数的研究

描述电力综合负荷感应电动机模型的数学表达，模型参数和辨识原理。讨论获取综合负荷故障特性的实验方法和步骤，利用实验室实测数据用总体测辨法辨识出感应电动机模型参数，并与调查所得的感应电动机的空载和短路实验数据所计算出的参数进行对比分析，得出一些有益的结论，为研究湖南电网综合负荷特性提供了可靠的理论和工程依据。     

电动机模型结构及参数对暂态稳定仿真的影响

针对目前负荷模型应用的薄弱环节,就三阶感应电动机模型及一阶机械暂态感应电动机模型和恒定阻抗模型对暂态稳定仿真结果的影响进行系统研究。首先,实现一阶机械暂态感应电动机模型与电力系统分析综合程序PSASP(Power System Analysis Software Package)的接口。然后．以PSASP为仿真手段,以湖南电网和WSCC-9节点系统为研究对象,仿真研究感应电动机模型参数及综合负荷模型结构对电力系统暂态稳定性的影响。研究表明。感应电动机定子漏电抗增大将使系统暂态稳定裕度显著减小．使用三阶感应电动机模型仿真所得系统的暂态稳定能力明显低于一阶模型和恒定阻抗模型的相应结果。最后的结论对电力系统负荷建模和模型应用具有较大的理论意义和工程应用价值。     

单一综合负荷模型等效负荷群的适用性

采用基于遗传算法的综合负荷模型主导参数辨识方法,分析辨识了放射状、弱互联以及其他几种特殊电网组合形态的主导负荷参数。通过对比原始负荷模型与辨识负荷模型的动态仿真曲线,分析了综合负荷模型对电网负荷群外特性的拟合度及适用范围。仿真表明,当负荷区域中没有发电机时单一综合负荷模型可以近似等效其外特性否则,拟合效果不理想。     

基于单点最优辨识的综合负荷广义感应电动机模型

基于现场实测负荷数据的动态辨识,在三阶感应电动机动态模型的基础上,提出一种基于单点最优辨识策略的综合负荷广义感应电动机模型.将实测响应与基本感应电动机模型响应在同时刻的差值作为内反馈附加到模型输出,构成一种广义感应电动机模型,实现了模型响应对实测响应的最佳拟合.建模实践表明,该模型对暂态过程的描述能力强、辨识效率高、参数分散性小.其优良的性能对负荷建模的实用化具有重要意义.     

考虑配电网络综合负荷模型的参数确定

综合负荷模型(synthesis load model,SLM)考虑了配电网络的影响,可较完整地模拟负荷与配电系统,更符合实际电力系统负荷的情况。针对该模型,该文提出采用统计综合法与总体测辨法相结合的方法来确定该模型的参数。重点研究通过统计综合法获得配电网等值参数后,利用总体测辨法确定综合负荷的参数。提出只辨识重要参数的辨识策略,而将其他参数直接用其典型值代替。某电网实测参数结果表明,上述方法是有效的,所得配电网电抗与电动机定子电抗之和平稳,电动机定子电抗和负载率较平稳,电动机比例和惯性时间常数变化明显。     

计及频率变化的感应电动机负荷特性分析

对于异步联网系统中网架结构比较薄弱的省网系统或者系统解列后形成的孤岛,发生故障时会引起比较大的频率波动,在此情况下对感应电动机进行建模时考虑其频率特性尤为重要。基于感应电动机一阶机械暂态模型,利用解析法分别推导出不同负载特性下稳态及动态转差率关于系统频率的表达式,并在此基础上计算吸收的有功功率和无功功率,进而分析感应电动机的功率-频率特性。在MATLAB中建立感应电动机五阶电磁暂态仿真模型,仿真分析不同负载特性感应电动机的功率-频率特性。仿真结果与理论推导结果吻合,验证了在简化模型下推导得到的感应电动机频率特性解析式的正确性和有效性。     

综合负荷特性的分类综合方法及其应用

针对当前负荷建模研究和工程应用中存在的问题,研究了动态负荷特性分类和综合的问题。分析了感应电动机综合负荷模型参数灵敏度,提出了基于模糊c均值聚类的负荷特性分类方法,其中提出了多种特征量,采用直接综合和加权平均综合两种综合方法对分类结果进行综合建模。现场实测数据建模实例证明了方法的有效性。     

负荷模型动态特性不确定性对低频振荡的影响

对电力负荷的动态特性对低频振荡的影响进行研究。采用由1个感应电动机与1个静态负荷并联而成的综合负荷模型，考虑在建模过程中存在负荷参数辨识误差及负荷特性估计的不准确造成的不确定性，研究动态负荷所占比例和电动机惯性时间常数对电力系统低频振荡频率和阻尼的影响。通过对一个4机2区域系统的典型实例进行研究分析，得出了一些有意义的结论。     

感应电动机负荷暂态模型的参数填补方法及典型参数分析

电力系统中存在大量参数各异的感应电动机负荷,为研究其类型及相关参数的分布特征,以文献调研获得的224台电动机负荷模型参数为基础,以电动机模型在暂态仿真中的差异为依据,进行了深入分析。首先,针对调研所得模型参数中机械转矩系数和初始滑差大量缺失的问题,分别通过K最近邻填补方法、负载率或临界滑差予以填补;其次,针对不同电动机暂态响应的差异,以仿真所得的电动机暂态功率曲线为聚类依据,采用K均值算法,获得了7类暂态特征各异的电动机,并分析了7类电动机的参数分布特征。所得的7类典型参数值补充了IEEE和国家电网有限公司推荐的电动机参数集,为感应电动机负荷模型的典型参数取值提供了参考依据。     

马达负荷模型对华东电网暂态稳定性的影响分析

以华东电网为研究对象,采用中国电力科学研究院推荐的马达模型和参数,仿真比较了马达负荷模型的动态特性,分析了马达负荷模型对电网暂态稳定仿真结果的影响及原因,认为在电力系统暂态稳定仿真中,送端电网采用马达负荷模型有利于提高稳定水平。     

综合负荷模型参数的简化辨识策略

研究了ZIP负荷模型与感应电动机相并联的综合负荷模型参数的简化辨识策略。基于对负荷模型参数的灵敏度分析并结合我国配电网的实际特点,提出了固定负荷模型的大部分参数、仅辨识灵敏度最大参数的简化辨识策略。对负荷实测曲线的分析表明,基于该策略建立的负荷模型对负荷动态特性具有较强的解释能力。文末指出,进一步进行简化综合负荷模型参数研究的重点在于负荷模型的不唯一性对模型外推特性的影响以及从系统仿真的角度研究多值负荷模型之间的等价性。     

含有空调的综合电力负荷建模研究

随着经济的发展,空调负荷在负荷成分中已占有相当大的比重,并且对电网电压稳定有着不可忽略的负面影响。为了分析夏季含有大量空调区域的负荷特性,给出了含有空调的综合电力负荷建模的方法。对于其中的空调负荷比例这一重要参数,提出了一种基于地理分区,按照负荷节点类型计算空调负荷比例的实用化方法。通过单台空调实验,分别用纯电动机模型和电动机综合负荷模型辨识空调负荷参数,拟合其动态响应。结果表明,空调负荷在正常干扰时,不能够采用纯电动机模型描述,而应该采用综合电动机负荷模型描述。     

考虑分段充电的实用型电动汽车概率负荷模型

随着电动汽车发展的规模不断扩大,车辆的充电负荷将成为电网负荷的重要组成.由于自身充电行为的随机性,电动汽车充电负荷难以用传统的负荷模型进行描述.文章针对停车场内的电动汽车充电负荷,提出了一种考虑分段充电特性的实用型充电负荷概率模型.研究了单台电动汽车电流型分段充电负荷模型,在此基础上利用蒙特卡洛抽样模拟多台电动汽车的随机充电过程;通过最小二乘法对模拟的电动汽车充电负荷特性进行辨识,得到等值充电负荷模型参数集;考虑电动汽车进站时刻、充电时长占比等因素,结合分段模型参数辨识值得出各参数的概率分布特性,将停车场的充电负荷等效为一个变系数的负荷模型.利用实测出行规律的统计数据,在Matlab/Simulink中对该模型进行仿真验证负荷模型参数的有效性.仿真结果表明,文章建立的负荷模型简洁清晰地描述了充电行为随机的电动汽车充电负荷特性,可应用于规模化电动汽车充电负荷的实际工程计算中.