一种新的广义电力负荷模型及其工程应用

当区域负荷中含有较高比例的电源时,传统的经典负荷模型不适合描述负荷母线的动态行为.提出一种新的广义电力负荷模型,并给出模型参数的确定方法.该方法综合利用常规量测数据和PMU量测数据,其中等值发电机支路参数采用理论等值方法获得,而纯负荷参数采用辨识方法获取.实际工程应用表明,该广义电力负荷模型及其参数确定方法有效可行.     

计及高渗透率光伏的配电网广义负荷一体化等值建模

计及光伏等新能源电源的配电网广义负荷模型,通常是在传统综合负荷模型的基础上并联新能源电源的等值模型,其结构庞大,模型阶数较高,使得参数难以辨识。提出一种计及光伏的配电网广义负荷一体化等值建模方法,其简化了模型结构,且无需依赖光伏发电系统的出力数据。基于光伏发电系统动态特性的理论和仿真分析,提出光伏发电系统的多项式等值模型;建立光伏发电系统和配电网静态负荷的一体化模型,扩展参数取值范围,并采用改进遗传算法对模型参数进行辨识。基于DIgSILENT-MATLAB联合仿真平台的仿真结果表明,所提一体化等值模型能够较为准确地描述计及光伏发电系统的配电网广义负荷的动态特性。     

含直驱永磁风电场的配电网广义负荷建模

以可再生能源为主的分布式电源大量、分散接入配电网,传统的负荷模型已无法描述含分布式电源的广义负荷动态特性。针对这一现状,在现有直驱永磁风电机组通用模型的基础上忽略其机械环节,提出直驱永磁风电机组的简化模型。采用综合粒子群方法和Levenberg-Marquardt方法的优化算法,对直驱永磁风电机组简化模型的参数进行了辨识,并针对不同扰动进行了模型适应性分析。在此基础上,将所提风电机组简化模型与传统负荷并联作为广义负荷的模型结构。基于轨迹灵敏度方法,分析了参数的可辨识性及辨识难易度。通过算例,给出了广义负荷在不同电压跌落程度、不同风电接入比例下的参数辨识结果,讨论了配电网等值参数对辨识结果的影响,说明了采用所述建模方法的可行性。     

华中电网稳定计算用负荷模型参数仿真研究

负荷模型是影响电力系统仿真计算的重要因素。为探讨目前华中电网调度部门实际使用的负荷模型及其参数的准确性，指导科学建模工作，利用电力系统分析综合程序PSASP计算了华中电网各配电网的等值阻抗，仿真结果表明目前应用的等值负荷模型参数与实际情况有一定差距，配电网络结构、运行电压、等值阻抗处理方法等因素对负荷模型等值的准确性均有影响，利用仿真得到的负荷模型等值参数可减少电压稳定问题突出的电网所需要的稳定措施量。     

基于自适应BP网络的广义负荷动静比例辨识

提出利用自适应前馈网络(ABP)拟合负荷动静比例β与区域联络线有功PL、无功QL、电压UL、频率fL、等值电源PG的关系,把经过训练后的ABP网络用于暂稳分析中辨识广义负荷动静比例的方法。该方法首先建立所研究区域电网的广义负荷等值模型,通过改变等值模型中负荷动静比例形成ABP网络的训练样本集,利用训练后的ABP网络在暂稳分析中辨识负荷动静比例。在CEPRI 36节点系统和青山局部电网上的仿真结果表明,利用ABP网络辨识广义负荷动静比例,可以获得较好的暂态辨识结果,且具有较高精度。     

基于广域量测的电压稳定在线监测方法

利用电压稳定在线监测系统进行在线预警，是电压稳定在线监控系统的重要组成部分。该文根据单电源简单传输系统模型，提出一种在线监测静态电压稳定性的负荷裕度指标，它可准确地反映节点的负荷裕度，能给出运行点是否位于系统PV曲线上半支或下半支的信息。对多机系统中的负荷节点及联络节点构造单电源功率传输等值系统，等值电源的电压幅值能基本保持恒定；利用广域量测系统，测量计算单电源功率传输等值系统参数及负荷裕度指标。在改进的IEEE 50机测试系统上仿真表明，提出的电压稳定在线监测方法能很好地反映负荷裕度，捕捉到电压稳定薄弱母线。     

广义负荷模型结构研究进展

负荷模型的准确与否对电力系统的准确仿真至关重要,但是建立反映实际负荷特性的负荷模型仍很困难,特别是对于有些系统的配网侧有电源的接入但仍以负荷为主的广义负荷.综述了广义负荷的特点,广义负荷模型的4种结构及各自特点.在概述了国内外广义负荷建模研究近况和广义负荷中的电源对电力负荷建模的影响后阐明了实测加辨识的思路建立广义负荷模型的方法.最后探讨了广义负荷模型应具有的特点.     

多种交易模式下核仁解分摊输电网固定成本

探讨了电力市场多种交易模式下输电网固定成本的分摊问题。提出将双边交易转换成等效的联营交易的概念与方法，给出了固定成本在等值联营模式下分配的核仁模型。运用合作博弈理论的核仁解先将固定成本预分配给各负荷联营交易，再将该预分配成本平均分配给该负荷和向它供电的 所有电源。向某个负荷供电的所有电源按各自对该负荷贡献功率的大小成正比分配成本。该文方法适用于混合交易模式的电力市场。它既满足电网的物理特性，又给出了良好的经济信号。IEEE14节点系统的仿真算例验证了该方法的有 效性。     

LCC-HVDC送端电网等值方案研究

大规模新能源经电网换相高压直流输电(LCC-HVDC)送出时,极易引发送端电网暂态过电压.通过建立LCC-HVDC及送端等值电网电磁暂态仿真模型,可以详细分析其暂态过电压特性,进而优化其控制策略.目前,针对LCC-HVDC送端电网等值的相关研究较少.结合工程需求,给出一种适用于LCC-HVDC送端电网的等值方案.首先,根据主干网各梯级断面点节点残压大小与LCC-HVDC电气耦合强弱的关系,提出一种基于节点残压的内部系统主干网确定方法.该方法在快速确定内部系统范围的同时,可有效避免等值过程中可能因人为因素而引起的等值误差;然后,以梯级断面点为依据划分拓扑区域,以等值前后各拓扑区域电气特性一致为原则,提出内部系统中包括新能源电源在内的等值电源、负荷及变压器等元件的详细参数确定方法;最后,给出LCC-HVDC送端电网多端口戴维南等值方法,简化了外部系统.基于国内某LCC-HVDC送端电网等值方案实际算例,验证了所提等值方案的有效性.     

计及跟随型和支撑型分布式光伏的广义综合负荷模型及两阶段参数聚合等效方法

为有效聚合等值包含不同控制类型分布式光伏发电系统的配电网,提出一种计及跟随型和支撑型分布式光伏的广义综合负荷模型及两阶段模型参数聚合等效方法。通过将跟随型和支撑型光伏等效模型与传统综合负荷模型并联形成广义综合负荷模型,实现对实际配电网并网特性的有效拟合;基于参数灵敏度分析与改进的微分进化算法,通过两阶段聚合等效确定模型参数,避免模型未知参数过多带来的辨识解分散性大的弊端。基于PSCAD和MATLAB验证了所提模型的自描述能力、泛化能力和参数稳定性。     

风力发电对配电网侧负荷建模的影响

基于MATLAB仿真工具并运用总体测辨建模原理，研究了风力发电对配电网侧综合负荷建模的影响。指出含风力发电的配电网侧综合负荷可以用异步电机并联静态负荷的广义综合负荷模型来等效描述;为了准确反映风力发电容量对综合负荷模型的影响，模型中的动态负荷所占比例的取值范围必须扩大到任意实数。对3种典型运行方式的建模表明，所提出的任意动态负荷比例的异步电机并联静态负荷的综合负荷模型，对不同风力发电容量和负荷水平的配电网综合负荷特性有很好的等效描述能力。     

基于系统频率响应特征的电网广义旋转备用优化配置

现有的旋转备用配置方法多将旋转备用的来源限定于常规发电机组,较少虑及储能装置与柔性负荷等新兴电力设施对旋转备用优化配置的积极影响。为此,文中提出了电网广义旋转备用的概念;借助序列化建模思路与可描述随机变量取值相依结构的Copula函数,建立电网等效负荷(电网原始负荷与对应时刻点新能源发电出力的差值)波动量与预测偏差模型;综合考虑系统频率响应特征,以电网广义旋转备用购置成本、停电损失成本与弃新能源发电成本最低为目标,提出一种基于系统频率响应的新能源高渗透电网广义旋转备用优化配置方法。以新疆某新能源高渗透区域电网实际运行数据为依据,仿真验证了所提方法的可行性。     

PCC点系统侧戴维南等值电路参数的估计方法研究

电力系统中PCC点系统侧戴维南等值电路参数的准确估计对电网的安全稳定分析具有重要意义。本文首先根据系统的戴维南等值电路模型,分析了等值电路参数估计的难点在于克服系统侧和负荷侧参数同时波动的影响。进而提出利用偏最小二乘回归法列写回归方程估计系统侧的等值电源和阻抗参数。为提高准确性,文中基于变电站的电压、电流实测数据,结合电压和负荷的波动概率,提出了数据选择的指标,筛选出系统侧保持恒定而负荷侧有较大波动的数据。同时基于实测数据的分析对数据选择指标的取值规律进行了研究。本文方法可有效估计出正序、负序以及谐波频率下系统侧的戴维南等值电路参数,实际算例分析验证了所提方法的有效性。     

50MVA静止同步补偿器链节的等价试验

50MVA新型静止无功发生器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)采用IGCT链式逆变器。为了有效地对装置进行型式试验,需要对大容量链节进行等价额定工况运行试验及过电流保护试验。等价额定工况运行试验采用所谓的背靠背运行试验方法,两个被试验链节输出通过一个连接电抗相连,通过控制两个链节输出电压相位角来控制链节间交换的无功功率方向和大小,损耗由连接到其中一个链节直流侧的外接直流电源提供。等价过电流保护试验通过链节带感性负载进行。文中给出了背靠背试验、等价过电流保护试验的原理以及试验结果。试验结果表明链节设计达到了链式STATCOM技术标准的要求。     

馈线的等效负荷密度模型

提出了6种基本负荷分布形式。通过求解馈线两端的电压方程和馈线沿线损耗方程，分别获得6种负荷分布的特征值和相似系数，并计算出6种负荷分布的加权系数，从而不需要量测馈线沿线的各个负荷，也能得出馈线电压降落和沿线线损，在此基础上建立了配电馈线的等效负荷密度模型，并进一步发展了离散负荷密度模型。文中给出了若干实例，并与不简化的计算法、负荷均匀分布法和集总参数等效负荷模型的计算结果进行了比较，结果表明了所提方法的可行性。     

配电网三相不平衡补偿装置的研究

为了解决中、低压配电网系统中普遍存在的三相负荷不平衡问题，利用晶闸管控制电抗器和固定电容器组相结合的补偿方式来进行负荷不平衡和无功功率的综合补偿。根据三相不平衡补偿原理，可以由负载的三相线电流获得需要补偿的电纳值；利用分相调节模式，可以提供三相分别控制的、连续平滑变化的等效电纳值，通过调节静止晶闸管的触发角，获得电纳的给定值，达到补偿效果。仿真结果表明，该装置可以对三相不平衡负荷同时实现无功功率补偿和负荷平衡化。     

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法，并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组，运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值，可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法，该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据，计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。     

基于类噪声信号的等值负荷惯量两阶段辨识方法

负荷惯量的准确、在线估计是电力系统电压和频率稳定分析的重要基础。为此,提出了一种基于类噪声的负荷惯量辨识方法,基于系统中时刻存在的类噪声信号跟踪等值负荷惯量的时变特性。考虑到类噪声条件下惯量参数可辨识性较差,采用两阶段辨识的思路,首先对负荷的电磁参数进行辨识,然后基于第一阶段辨识得到的状态变量估计出惯量、转矩系数等机电参数。仿真算例和实测数据分析表明,所提负荷惯量辨识方法能够适应不同变转矩情形下负荷惯量的类噪声辨识需求;相较于恒转矩辨识方法,该方法能够更加准确地反映实际负荷的机电暂态特性,得到稳定、可靠的惯量辨识结果。     

配电网无功优化逐层筛选寻优算法

利用配电网络具有树状层次结构的特点,提出了一种逐层筛选寻优的配电网无功优化算法.文中将辐射网逐层分解为随电压线性变化的等值负荷,并推导了等值负荷参数递推计算的方法;对含电容器、变压器分接头的控制策略空间也进行逐层分解,将每一个子策略映射到一组等值负荷参数,通过淘汰每一层无功电压负荷参数相似而局部有功网损较大的子策略,有效压缩了策略筛选空间,实现了自底向上的逐层筛选寻优.通过选取合适的参数,能保证算法在实现快速计算的同时具备全局寻优能力.另外,该算法优化结果具有确定性,不存在初值选取和收敛性问题.文中给出了实际配电网18节点系统和IEEE 69节点系统的算例仿真,并与传统遗传算法在计算速度和优化效果方面进行了对比,说明该算法适用于含离散变量的大规模辐射网无功优化问题的在线计算.