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。     

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。     

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。     

广义电力负荷的模型结构与参数确定

针对区域负荷中含有电源但仍然以电力负荷为主的广义电力负荷,在分析电源对广义电力负荷建模影响的基础上,给出了广义电力负荷的3种模型结构。提出了广义电力负荷模型的参数确定策略,指出等值发电机参数可以采用理论等值方法确定,而负荷模型参数可以采用辨识方法确定。最后给出了仿真结果。     

基于节点戴维南等值的静态电压稳定裕度快速求解

提出一种基于节点戴维南等值参数的静态电压稳定裕度的快速计算方法。通过建立戴维南内电势与负荷裕度的二次多项式模型及节点电压与负荷裕度之间的泰勒展开模型,运用电网基态的参数,求取该节点的戴维南等值参数。根据鼻形点所处的边界条件,导出负荷裕度与等值参数之间的内在联系,从而计算出研究节点的最大负荷裕度。不同于连续潮流计算方法和其他电力系统戴维南等值方法,该方法计算简单快速,能给出节点负荷水平,直观明了。应用这种戴维南等效电路方法计算节点负荷水平时,越是靠近电压稳定极限点,其计算结果越准确。IEEE14和IEEE30节点系统计算验证了此方法的正确性和实用性。     

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。     

基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法

电力系统动态等值模型必然存在一定误差,边界联络线功率对等值模型参数的轨迹灵敏度揭示了等值模型误差与模型参数之间的量化联系,可据此优化等值模型参数。为此,提出了基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法。首先,介绍了轨迹灵敏度及其计算方法;然后,讨论了考虑综合负荷的电力系统动态等值模型的一般结构,根据不同参数轨迹灵敏度的特点,将模型主导参数划分为静态、动态主导参数进行分类优化;最后,将算法应用于IEEE10机39母线算例系统,对等值模型中的虚拟阻抗、惯性时间常数、定子电抗及转子电阻等参数进行了优化。仿真结果表明,该方法能有效提高等值模型精度,且所需计算量小,优化速度快,具有良好的应用前景。     

基于线性负荷指数不同负荷模型的辐射型配电网电压稳定性分析

失去电压稳定电力系统就会发生电压崩溃,鉴别接近电压稳定极限的节点和尽可能通过采取控制措施避免电压崩溃的发生是电力系统稳定分析的重要任务。以电压稳定为前提,对辐射型配电网进行等值分析,提出基于不同负荷模型的辐射型系统电压稳定线性负荷指数评估法（VSL）。以此线性负荷指数为基础,经启发选择找出辐射型配电网最弱馈线及其最弱节点,以节点最低电压下降10%的额定电压为负荷增长极限,确定配电系统的负荷裕度。以IEEE69为例对算法进行了验证,结果表明了该算法的有效性与正确性。     

负荷失稳的有界性分析及其与电压稳定的关系

准确界定负荷稳定与电压稳定的关系对于完善电力系统电压稳定理论基础有重要意义.利用非线性动力系统稳定理论,定义了负荷稳定,发现负荷失稳的有限性,即在负荷失稳后,负荷等值导纳模值只能在有限的范围内变化.研究了电压稳定问题的本质属性,认为电压稳定性应属于输出变量有界性问题.用戴维南等值定理分析了负荷稳定与电压稳定的关系.结果表明:负荷失稳的有界性决定了电力系统负荷稳定性不能等同于电压稳定性,负荷失稳不是电压失稳的充分条件;电力系统电压稳定性的本质属性决定了电压稳定性不仅与负荷稳定有关,而且与系统各元件和控制装置对电压的支持力度有关.对典型测试系统的仿真,证实了研究结果的正确性.     

基于线性负荷指数不同负荷模型的辐射型配电网电压稳定性分析

失去电压稳定电力系统就会发生电压崩溃,鉴别接近电压稳定极限的节点和尽可能通过采取控制措施避免电压崩溃的发生是电力系统稳定分析的重要任务.以电压稳定为前提,对辐射型配电网进行等值分析,提出基于不同负荷模型的辐射型系统电压稳定线性负荷指数评估法(VSL).以此线性负荷指数为基础,经启发选择找出辐射型配电网最弱馈线及其最弱节点,以节点最低电压下降10％的额定电压为负荷增长极限,确定配电系统的负荷裕度.以IEEE69为例对算法进行了验证,结果表明了该算法的有效性与正确性.     

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。     

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。     

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.     

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。     

电力系统综合负荷模型简化方案及辨识参数集选取

负荷是电力系统的重要组成部分,建立合理的负荷模型对电力系统安全稳定分析和实时监控具有重要意义。目前综合负荷模型被广泛采用,但完整描述其动态特性需要十余个参数,在线辨识全部参数几乎不可能。文中从综合负荷模型状态方程入手,在保证暂态响应近似相等的准则下提出一种综合负荷模型简化方法,并在此基础上分析不同的参数对负荷动态特性的影响以及参数之间的相关关系,最终选取了感应电动机比例、电动机暂态电抗、电动机稳态滑差以及电动机转子时间常数组成辨识参数集,并通过仿真验证了相关结论。     

考虑风力发电的综合负荷特性及其等效描述

大容量并网风力发电对电网影响日益明显,配网侧接入风力发电后负荷特性描述问题成为研究重点.在提出定量分析指标的基础上,以统计规律法为检验方法,分析不同运行方式风力发电对综合负荷特性的影响力,并验证异步电机并联静态负荷的广义负荷模型对含风力发电的负荷特性描述能力;指出风力发电对负荷特性的主要影响因素为接入容量与接入位置,并比较两种因素对负荷特性的影响力.     

电力电子接口负荷的动静综合模型

近年来,越来越多的用电设备通过电力电子装置接入电网,对负荷特性产生显著影响,而传统负荷模型中缺乏对电力电子接口负荷的描述。为此,提出描述电力电子接口负荷的动静综合模型,该模型是一种非机理模型,其建立不依赖于对负荷实际工作机理的详细描述,不同类型的电力电子接口负荷可以采用相同的模型结构,这使得模型简洁,参数少,且具有较好的适应性。推导获得动静综合模型的方程,提出对模型中静态和动态参数分开确定的方法。利用典型电力电子接口负荷的实测数据获得动静综合模型,验证结果表明,所提模型能够有效描述电力电子接口负荷。     

福州地区负荷模型影响福建电网暂态稳定性的机理

综合负荷实质上是由各种用电设备、无功补偿设备等经过变压器、线路等连接而成的复杂网络。为了检验福建电网现有负荷模型的合理性，以福双(福州-双龙)线的稳定极限作为重要衡量指标，对福州地区电网采用不同的网架结构和节点负荷模型下福建电网的暂态稳定水平进行了计算，并对影响负荷特性和电网稳定水平的各因素进行了分析。分析表明，综合负荷中电动机负荷的模型、并联电容补偿以及变压器和线路的阻抗对于负荷的特性有较大的影响，应在负荷模型中得到合理的反映。