空调群负荷动态特性分析与建模

为仿真分析空调群负荷的动态特性并建立其模型,在所建立的单台空调负荷模型的基础上,应用电力综合稳定分析程序(PSASP),对某变电站进行配电网扩展,分别接入全空调负荷和混合负荷(包括空调、感应电动机、恒阻抗)。当端电压大于临界电压时,空调群特性可由Karlsson-Hill模型反映;包含空调启动时,分别讨论假设空调群内空调同时启动、均匀启动以及正态分布随机启动3种情况。同时启动时,空调群启动部分沿用单台空调启动模型;均匀启动以及正态分布随机启动时,功率分段拟合。仿真结果表明:10kV母线上的冲击要明显大于0.4kV-3母线上的冲击;全空调负荷时的冲击要明显大于混合负荷时的冲击;空调群同时启动时的冲击最强,正态分布随机启动时次之,均匀启动时冲击最小。     

空调负荷运行特性研究及建模

空调负荷是近年来增长较快的一类负荷,其特性对电网的电压稳定性影响很大。该文在电力系统动态模拟实验室进行的空调特性试验的基础上,对空调负荷的静态特性、电压动态特性、启动过程和堵转过程进行了详细分析,建立了空调负荷的这4种重要运行状态的负荷模型,可作为空调负荷建模研究的重要参考。     

用阻尼最小二乘优化算法实现电力系统综合静态负荷建模

针对电力系统传统静态模型在电压稳定性分析中应用的局限性，采用阻尼最小二乘优化算法实现了电力系统综合静态负荷建模．通过对仿真结果的分析，验证了模型的描述能力和算法的可行性．     

单台空调负荷动态特性分析与建模

空调负荷的比例和影响日益增大,为分析其停机特性、启动特性以及电压扰动特性,选用一台辅助电热型分体落地式房间空调器进行实测,。结果表明:0.6倍额定电压为空调的停机电压;空调启动时电流冲击倍数可达5~10倍,在0.3~0.5 s之内平息;电压扰动过程中,当电压大于停机电压时有功功率变化小而无功功率变化大,当电压降到停机电压后空调停机且功率为0,当电压恢复到187 V后再经过3~5 s空调可重新启动,因此空调的电压扰动特性是分时段的。在此基础上对单台空调进行建模:电压高于停机电压时采用Karlsson-Hill模型,低于停机电压时空调停机,电压恢复时采用启动模型,可用一指数函数近似拟合功率振荡下降的包络线,结果表明该负荷模型可以很好地拟合空调的特性。     

照明用电设备的负荷建模研究

本文针对常用的照明用电设备包括白炽灯和气体放电灯，进行了试验研究。在此基础上，采用最小二乘法建立了照明负荷随电压变化的静态负荷模型。谊类负荷模型为电力系统负荷集结及等值，进而为电力系统的稳定分析和研究奠定了基础。     

基于多样性保持的空调负荷群调度控制策略

具有能量存储特性的负荷主动参与功率平衡控制,将对系统运行带来积极影响。以空调负荷为例,设计一种负荷调度控制构架,提出基于多样性保持的负荷群调度控制策略。首先,分析负荷控制造成负荷群多样性破坏的机理,提出保持多样性的控制策略,考虑通信延迟对控制效果的影响,根据随机抽样理论设计负荷群跟踪有功控制指令的算法。为避免负荷恢复时出现"二次峰荷",提出分时段负荷恢复策略。之后,在卡尔曼滤波估计负荷群运行状态的基础上,建立负荷群的优化调度模型,采用混合整数规划法进行求解。最后,通过算例仿真验证了所提空调负荷群调度控制策略的有效性。     

基于虚拟同步发电机控制的VSC类同调等值方法

针对含有采用虚拟同步发电机控制(VSG)策略的电压源型换流器(VSC)的电网,开展其局部的电磁暂态仿真等值方法研究。分析了VSC具有同步发电机特性后的功角特性在电网等值中的可行性。类比交流同调性判别的方法,设计了适合于VSC的类同调判据,提出了基于虚拟同步发电机控制的VSC参数聚合方法。在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建了基于虚拟同步发电机控制的VSC并联运行模型,划分了内部区域和外部区域。基于系统在单相接地故障扰动下各VSC的虚拟功角曲线,判断了其类同调性,划分了不同的类同调VSC群,并分别进行了参数聚合。最后对比了等值前、后的外部区域对内部区域的输出有功、无功曲线,误差分析结果表明等值前、后VSC群的潮流基本不变,从而验证了所提基于虚拟同步控制的VSC群类同调等值方法的正确性和有效性。     

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。     

基于同调机群识别的动态等值方法的工程应用

在PSS/E环境下建立了大规模电力系统的动态等值模型,动态等值包括发电机同调机群的识别、同调机的聚合和网络化简.发电机同调机群的识别采用时域仿真方法,同调机的聚合采用经典模型,网络化简采用拓扑化简.以华东电网为例,阐述了等值系统的建立过程,并对等值系统和原型系统进行了仿真分析和比较,仿真结果表明,等值系统可以很好地再现原型系统的动态特性.     

基于复杂网络社团结构理论的同调等值算法

基于复杂网络社团结构理论,提出了一种同调等值的新算法。首先构造动态电力网络的加权Laplace矩阵,在此基础上利用谱平分法分析系统故障后的Laplace矩阵,将系统划分为2个区域,其中同步能力弱化系数最小的机组所在的区域被选为研究区域,另一个则为外部区域。然后基于模块度的概念构建分区评价指标,并利用凝聚算法分析故障前的Laplace矩阵,将外部区域划分为多个等值分区。对IEEE39节点系统的仿真分析表明,所提出的同调等值算法能够自动确定研究区域和外部区域,自动确定外部区域中等值分区的数目,而且计算量小,迅速准确。     

参与调峰控制的空调负荷建模仿真研究

调控空调负荷参与电网削峰填谷对于维持系统稳定运行、减少发电机备用容量提高效率,从而增大电网运行效益具有巨大潜力。基于家用分散式空调的工作原理,在MATLAB/Simulink环境下搭建了简化空调房调温模型,以该模型为基础依次探究了定/变频空调调温、增大变频区间调温的特性。考虑空调的工作特性,提出了一种对空调控制系统进行简单改造,使其自适应电网预测负荷大小进行互补运行的策略。最后开展基于RT-LAB实时仿真平台的模型仿真测试与试验,验证了仿真模型的正确性以及控制策略促进空调负荷参与调峰控制的有效性。     

全年不同负荷运行下的冰蓄冷空调控制策略

冰蓄冷空调一般用冰作为储能介质,在供电谷段制冰蓄冷,在供电峰段融冰释冷来满足用户冷负荷需求,对电网可以起到削峰填谷的效果。以冰蓄冷空调为主要研究对象,在不影响用户温度舒适度的前提下,通过分析空调在不同负荷下的蓄冰量、制冷机组功率以及响应潜力的变化,提出了一种全年不同负荷运行的冰蓄冷空调控制策略。在仿真算例中通过将冰蓄冷空调调控前后的蓄冰量、制冷机组功率和响应潜力进行对比,验证了该控制策略可以有效地降低用户运行费用,增加响应潜力,验证了此策略的可行性和有效性。     

空调负荷群分组控制方法

针对现有空调群负荷控制难以在兼顾降载效果和舒适度的条件下有效减少分组数、简化控制策略的问题,提出一种聚类分组及错峰控制方法。首先,以温变指数和特征温差为特征属性对受控端聚类分组;随后引入准备时间的概念,以分钟级空调总负荷峰值最小化为目标,优化聚合体分批进入受控期的错峰运行方案,由此尽可能保持降载期受控端状态的多样性、避免负荷波动。算例分析了所提出方法的特性和降载量调节机理,并从降载量调节特性、舒适度、负荷波形等方面将其与现有分组控制方法对比。结果表明:聚类分组及错峰控制方法通过错开聚合体进入受控状态的时间,能在较小分组数下实现迅速降载,并可较好地兼顾降载和舒适度两方面的要求。     

空调系统夏季负荷动态计算

现行夏季空调负荷计算方法中没有考虑新风状态的变化，计算所得新风负荷为一定值，这种方法无法求得空调系统设备的动态负荷，不利于空调设备合理选型和节能运行。本文提出了一种考虑新风状态及新风负荷变化的空调系统夏季负荷动态分析计算方法。     

基于改进状态空间模型的空调负荷控制策略

空调负荷因其可中断特性可以实现系统控制信号的快速响应与调节。提出了一种基于改进状态空间模型的空调负荷控制策略。首先扩展状态空间长度,建立了更为精确的改进状态空间模型,实现无控条件下空调负荷聚合特性的跟踪。在此基础上,建立了空调聚合控制模型,实现温控信号下空调负荷动态聚合特性的跟踪。最后,对空调群进行温度优化控制,实现空调群的负荷调节。仿真结果验证了空调负荷的改进状态空间模型、聚合控制模型和温度优化控制策略的有效性。     

考虑异质性的定频空调负荷聚合建模及功率跟踪策略

为便于建立空调负荷聚合模型,目前研究往往假设空调个体参数一致,忽略了空调受控群内部参数差异较大的实际情况,亦未计及空调最小停运时间与整数设定温度的影响,因此该文考虑空调负荷的异质性,提出一种改进型聚合建模方法。该方法根据空调额定制冷量分组,并通过模糊C-均值聚类算法提高受控群电功率的模拟精度。引入最小停运时间以及设定温度的整数约束,使仿真结果更接近实际定频空调运行工况。同时,在实际运算中采用坐标格式存储稀疏矩阵,提高运算速度和模型的实用性。基于该改进型聚合模型,进一步提出一种功率跟踪策略,该策略计算各聚类群每一时刻的需求响应能力,通过求解0—1整数规划问题实现调控对象最优组合。仿真算例验证所提策略对目标功率跟踪的良好效果。