面向广义负荷的光伏发电系统等效建模研究EI北大核心CSCD

随着配网侧光伏发电规模持续增大,光伏发电系统的动态行为对配网侧综合负荷特性产生影响,建立面向负荷的光伏发电系统等效模型十分重要。基于Matlab/Simulink搭建了光伏发电系统并网仿真平台,通过将光伏发电系统看作一种广义负荷,并对其在暂态过程中的动态运行特性进行分析,提出一种面向负荷的光伏发电系统二阶等效模型,该等效模型由电阻、电感及电容组成的串联电路并联恒功率源构成。通过不同扰动强度下的仿真分析,检验了所提出的等效模型的有效性、泛化能力和参数稳定性。     

一种含燃料电池发电系统的广义综合负荷模型

基于MATLAB/Simulink仿真工具并运用总体测辨建模的方法,研究燃料电池发电系统对配电网侧综合负荷建模的影响。通过对暂态过程中燃料电池发电系统的动态运行特性分析,将燃料电池发电系统看做一个功率消耗为负的广义动态负荷,并采用二阶微分状态方程建立其动态行为的数学模型,进而提出用感应电动机并联燃料电池和静态负荷的广义综合负荷模型来等效描述含燃料电池发电系统的配电网侧综合负荷特性。对3种典型运行方式下系统受到不同的扰动强度进行仿真分析,验证了所提出的广义综合负荷模型的有效性、内插外推能力和参数稳定性。     

燃料电池发电系统的机电动态模型

随着燃料电池在电力系统中的装机容量日益增大,包含燃料电池（fuel cell,FC）分布式电源的配电网综合负荷建模成为研究热点,阐述了燃料电池的仿真数学模型,并采用适合燃料电池并网的滞环电流控制策略,构建了基于Matlab／Simulink仿真平台的FC发电系统。通过对FC发电系统的稳态和动态运行特性的仿真分析,提出了FC的2阶动态微分方程的等效描述模型。通过对不同扰动强度下的仿真建模比较分析,对该等效描述模型的有效性、泛化能力和参数的稳定性进行了验证。     

面向负荷的光伏电池和燃料电池建模及其等效描述

为研究光伏电池(photovoltaic cell,PV)和燃料电池(fuel cell,FC)对配网侧综合负荷特性的影响,构建了PV和FC发电系统并研究了各功能模块的模型和并网控制策略;通过分析PV和FC的稳态特性和并网控制外特性,提出了PV和FC发电系统恒功率控制的电压源等效描述模型。实例仿真结果表明,恒功率控制的电压源能等效描述PV和FC发电系统的拟负荷外特性。基于此,提出了感应电动机并联静态负荷和直流分布式电源的广义综合负荷模型结构。     

面向综合负荷的并网光伏发电系统等效建模

基于MATLAB/Simulink和光伏电池自身的物理机理搭建了并网光伏发电的仿真系统,研究了其对配电网综合负荷特性的影响因素,分析比较了已有光伏发电系统等效模型的优劣。在此基础上构建了光伏发电系统传递函数等效模型,该模型具有结构简单、参数少、能有效描述光伏发电系统的出力极限等优点,同时易于在电力系统仿真软件中实现。采用所提出的等效模型与传统综合负荷模型并联,构建广义综合负荷模型,对含光伏发电系统的综合负荷进行建模,仿真实践表明此广义综合负荷模型具有良好的泛化能力,辨识参数稳定,能够满足工程仿真的需要。     

一种双馈式风力发电系统的等效模型

为研究含分布式双馈风力发电的配电网广义综合负荷特性,本文提出了一种双馈式风力发电系统的三阶感应电机综合等效模型。分析了DFIG发电系统的等效电路、静态功率特性及其控制策略;讨论了DFIG等效模型的结构特点及其参数辨识方法;通过在输出方程中引入一阶差分环节,提出了具有一阶内反馈结构的模型改进方案,显著改善了三阶等效模型对DFIG发电系统的动态特性的描述能力,并在机理上对该改进模型的物理意义进行了阐述;最后通过一系列的建模仿真实验,验证了该模型的有效性。     

负荷非线性变结构特性及其建模研究

当电力负荷面临较大跨度的电压、频率扰动时,其非线性变结构特征表现相当明显,尤其是在电力系统中长期动态过程中。针对现有的单一结构负荷模型已无法准确描述电力负荷的非线性变结构特性的问题,首先通过对现有的静态模型进行分析,引入分段建模的思想,提出了一种新的变结构的静态模型;然后采用自适应神经模糊推理系统建立全局动态变结构负荷模型,描述电力负荷的非线性变结构特性。仿真数据建模实例验证了该方法的有效性和可行性。全局变结构负荷模型的提出为电力系统中长期动态负荷建模提出了一条新的思路,可以较大程度地提高电力系统中长期动态仿真的准确度。     

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。     

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。     

含新型负荷元件的电力负荷建模方法研究现状与展望

面向“双碳”能源政策实施和新型电力系统发展需求,研究新型电力负荷模型与建模方法,能够为电力系统规划、稳定分析、调控与市场化运营提供关键支持。首先,回顾了国内外负荷模型和参数辨识方法研究历程;总结了新型配电网框架下可控负载、分布式发电系统、分布式储能系统和电动汽车等新型负荷元件模型,振荡型动态负荷模型和谐波负荷元件模型的研究进展。其次,对经典负荷建模方法进行了总结与归纳,分析了其优缺点,重点论述总体测辨法。最后,从负荷新特性建模、考虑到新技术影响的动态负荷模型、负荷聚合模型和在线建模方法等几个方面进行展望,为未来的负荷模型技术发展提供切实可行的技术路线。     

基于出线的变电站综合负荷建模方法

针对目前统计综合法和总体测辨法等负荷建模方法存在数据需求量大,难以反映负荷时变性或辨识速度慢、精度低等缺点,提出了基于出线的变电站综合负荷建模方法。该方法从变电站出线入手,首先建立出线负荷模型,进而对变电站整体建模,得到含静态负荷、动态负荷、配电网及电容补偿的出线-综合负荷模型。仿真算例结果表明,该方法较总体测辨法,辨识速度和精度都有较大的提高,具有一定的可行性及工程实用性。     

电力负荷建模问题研究综述

分析了电力负荷模型对潮流计算、暂态稳定计算、小扰动稳定、电压稳定分析的影响,指出了负荷模型研究的重要性;回顾了负荷模型研究的统计综合法和总体测辨法的发展历程;最后总结了负荷模型研究在模型的结构选择、模型的参数辨识、结合电压稳定分析的负荷建模、负荷模型对暂态稳定的灵敏度等方面的进展。     

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。     

柔性负荷控制及模型研究综述

随着可再生能源的大规模接入和城市中心高峰负荷逐年增长,系统平衡资源需求激增。在常规电源被大规模替代,发电侧调节能力受限的同时,柔性负荷在电网中占据比例逐渐上升,其响应快、经济性高等运行特性增加了电网的调控手段,对系统的调峰调频、平衡新能源波动以及提供辅助服务等方面有重要作用。重点关注柔性负荷的建模方法,对近年来国内外在柔性负荷的物理模型、响应模型和聚合模型等方面的研究成果进行了综述。并结合国内柔性负荷发展和研究情况,对柔性负荷的控制提出几点设想。     

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。     

基于日负荷曲线的负荷分类和综合建模

针对广域电力系统中负荷节点面广量大的困难,提出了基于日负荷曲线的、将统计综合法与总体测辨法相结合的电力负荷综合建模思路。首先通过对全网所有220 kV（或110 kV）负荷节点典型日负荷曲线进行构成分析,得出各负荷节点中行业用电构成的负荷比例;然后采用谱系数平均距离聚类分析法对全网负荷节点进行分类;再根据分类结果和少量负荷节点的实测参数,推广获得所有节点的负荷模型参数。该方法已成功应用于河南电网和福建电网,结果表明新方法简单实用、效果良好,为广域电力系统的负荷建模提供了新途径。     

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。     

基于支持向量机回归的电力系统负荷建模

支持向量机（SVM）是当前一种比较流行的学习机,具有良好的理论背景,从结构风险最小化原则出发以快速寻找到全局最优的特点。针对当前负荷建模的不足,提出了运用SVM回归来进行电力系统的非机理负荷建模．并给出了负荷建模的具体步骤。与人工神经网络（ANN）对同一个线路负荷进行建模结果比较表明．基于SVM回归的建模效果优于ANN的建模结果,证明了运用SVM的回归进行电力系统负荷建模的可行性．也为电力系统的负荷建模提供了新的思路和方法,     

电力负荷建模的在线统计综合法

常规的负荷建模统计综合法工作量较大,精确性不够,无法考虑负荷随时间变化的特性。文中提出充分利用营销部门负荷控制系统采集的用户侧功率信息和能量管理系统（EMS）提供的变电站功率信息,结合经过简化的抽样人工调查统计,实现负荷建模的在线统计综合。由于负荷控制系统和EMS对用户基本资料与实际用电情况可自动更新,因此,负荷模型参数可以实现动态、长效管理。给出了在福建电网安兜变电站实际应用的结果。     

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。