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.     

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。     

感应电动机的参数加权平均综合建模

针对电力系统仿真计算中广泛采用感应电动机作为综合负荷模型的实际情况,提出一种基于单一现场实测负荷记录的感应电动机参数加权平均综合建模的方法。该方法首先根据各单个负荷记录用总体辨识法获得相应的模型参数,然后将各个不同记录下获得的模型参数按照一定准则进行加权平均,并以此作为综合负荷的模型。基于现场实测负荷记录的建模实践表明,该建模方法简单、有效、省时,使用灵活方便,它对实际负荷的描述能力甚至优于综合辨识建模,在电力系统综合负荷建模中具有广泛的推广应用价值。     

考虑配电网络的综合负荷模型可辨识性分析

为更全面、准确地描述配电网络和电力负荷的结构,已有文献提出了考虑配电网支路的综合负荷模型。文中分析了该模型参数的可辨识性,获得明确结论,即已知配电电抗或电阻、或者已知两者之比时,参数是可辨识的。通过仿真算例和实测数据验证了理论分析结果的正确性。     

一种具有全电压范围适应性的综合负荷模型

提出了一种具有全电压范围适应性,能描述负荷失稳行为,适合于电压稳定分析的综合负荷模型,给出了模型参数的辨识。所构造的综合负荷模型结构简单,使用方便,具有明确的物理意义,能合理地解释电压稳定的机理,现场实测负荷数据的辨识结果说明模型具有较强的描述能力。     

综合负荷模型动静负荷比例的在线辨识

综合负荷模型是现代电力系统机电暂态仿真中常用的一种负荷模型,动静负荷比例的准确性将直接影响到仿真结果的正确性。在基于PMU量测的电力系统主导动态参数在线辨识方法的基础上,针对恒阻抗和感应电动机并联组成的综合负荷模型,采用Volterra级数模型和模式识别方法研究了动静负荷比例的在线快速辨识方法,并通过离线仿真给出感应电动机模型几个重要参数在典型值周围的合理变化范围。用该方法对两组不同典型参数下某省网系统进行仿真,验证了该方法的有效性;不同故障点和故障类型的仿真结果验证了该方法具有普遍适用性,同时给出了动静负荷比例辨识的正确率与动静负荷比例分档间隔的关系。     

线性连续系统动态负荷模型的参数辨识与应用

目前在电力负荷建模中非机理负荷模型较多地采用离散系统模型或差分方程形式的模型,而电力系统数字仿真中更需要连续系统的模型。研究了作用函数不含导数项和含有导数项两种情况下的线性连续系统微分方程形式的负荷建模方法,介绍了模型参数辨识的直接优化算法,该模型对于描述线性动态负荷或小扰动下的非线性动态负荷的行为,具有一定程度的普适性。介绍了该动态负荷模型与电力系统分析综合程序PSASP的自定义连接方法。通过动模实验数据建模和仿真计算,验证了模型参数辨识算法以及模型与电力系统分析综合程序接口的有效性。     

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。     

线性连续系统动态负荷模型的参数辨识与应用

目前在电力负荷建模中非机理负荷模型较多地采用离散系统模型或差分方程形式的模型,而电力系统数字仿真中更需要连续系统的模型.研究了作用函数不含导数项和含有导数项两种情况下的线性连续系统微分方程形式的负荷建模方法,介绍了模型参数辨识的直接优化算法,该模型对于描述线性动态负荷或小扰动下的非线性动态负荷的行为,具有一定程度的普适性.介绍了该动态负荷模型与电力系统分析综合程序PSASP的自定义连接方法.通过动模实验数据建模和仿真计算,验证了模型参数辨识算法以及模型与电力系统分析综合程序接口的有效性.     

基于粒子群算法的负荷模型参数辨识研究刘影;谢驰;张有润;1-5+11

针对负荷模型的稳定性直接影响电力系统分析计算的可靠程度问题,提出了将粒子群算法与分散协调控制相结合的负荷模型参数辨识方法。该负荷模型参数辨识方法根据负荷节点的电压变化情况,通过粒子群优化对含负荷控制的目标函数进行校正,使得模型参数在辨识迭代过程中获得全局最优值,达到负荷模型的最佳稳定性,并通过计算机仿真证实所提出方法能够提高负荷模型的稳健性。     

Nonlinear dynamic load modelling: model and parameter estimation

This paper is devoted to nonlinear dynamic modelling of electric loads. A composite dynamic-static model proposed by P. Ju et.al. (see Control and Decision, vol.4, no.2, p.20-3, 1989) is further developed. This model represents both dynamic and static load characteristics. Meanwhile, it includes the effect of voltage angle on transient active power. The second contribution of this paper is to provide a parameter estimation approach using genetic algorithms. This new approach is proven to be simple yet powerful     

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。     

考虑用户调节行为随机性的空调负荷聚合功率模型

大规模聚合空调负荷可通过需求响应改变其聚合功率,在削峰填谷、平衡新能源波动和提供辅助服务等方面可以发挥重要作用。建立能够描述空调负荷聚合特性的模型对电网调度而言具有实际意义。相较于对独立空调负荷模型的广泛研究,针对空调负荷聚合模型的研究相对滞后且建模时对参数的要求较高。文中以调节空调温度设定值的方法为基础,在考虑室外环境温度变化和用户调节行为随机性的背景下,基于状态队列模型的思路建立了简化的空调负荷聚合功率模型,能够有效减少调度时计算量和实时通信压力。通过仿真分析验证了该模型在电网应用中的准确性和可行性。     

反映综合负荷动特性机理的感应电动机模型

针对感应电动机（IM）动态负荷模型（IM_DLM）不足以描述综合负荷特性，因而不实用的问题，采用解 耦辨识的方法分析了综合负荷有功功率特性和无功功率特性所对应的IM_DLM的不同；提出了在IM_DLM中引入一个无功功率“静态补偿”（LSVC）项的新模型 （LSVC_IM_DLM），并对引入的LSVC项的物理机理进行了定性分析。通过比较河北于庄和广东郭塘2个变电站的不同类型负荷特性对IM_DLM和LSVC_IM_DLM的辨 识结果，表明LSVC_IM_DLM较符合综合负荷的物理机理，其模型参数分散性小，LSVC项系数能反映不同负荷类型的变化，是一种具有重要实用价值的机理 型动态负荷模型。     

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。     

An investigation of harmonics attenuation and diversity amongdistributed single-phase power electronic loads

Widely distributed single-phase power electronic loads are an increasingly important source of harmonics in power distribution systems. The objective of this paper is to investigate the cumulative harmonic current characteristics of a large number of such loads. A complete analytical model for the most common load type is derived. This model is then used to investigate the impact of: (1) interaction due to a shared source impedance; (2) variation in power level; and (3) variations in circuit parameters, on individual and cumulative current harmonics. The key findings of the paper are that diversity and attenuation are very important factors in predicting the behavior of distributed single-phase power electronic loads, especially for the higher-order harmonics, and that due to these two factors, the commonly-used fixed current injection method, using arithmetic sums of harmonic current magnitudes, can significantly overestimate the cumulative harmonic currents produced by these loads     

A novel approach to dynamic load modelling

A novel approach is proposed for the dynamic modelling of electric power loads in which the parameters of the equivalent single-unit model are estimated with a constrained nonlinear recursive filter (CNLRF) based on the data obtained from field tests. No prior knowledge of the values of individual load parameters or the iterative solution of the state equations is required. The algorithm is validated by applying it to an industrial load of 30 MW supplied by two 115 kV feeders. The industrial load is mostly rotating machines, consisting principally of motors of various sizes. The load responses were recorded during sudden voltage dips. The simulated results obtained with the nonlinear composite model developed in the paper are very close to those recorded from field tests, while the linearized model exhibits larger error in the case of bigger voltage dips     

Operation and control of a hybrid microgrid containing unbalanced and nonlinear loads

This paper shows how the power quality can be improved in a microgrid that is supplying a nonlinear and unbalanced load. The microgrid contains a hybrid combination of inertial and converter interfaced distributed generation units where a decentralized power sharing algorithm is used to control its power management. One of the distributed generators in the microgrid is used as a power quality compensator for the unbalanced and harmonic load. The current reference generation for power quality improvement takes into account the active and reactive power to be supplied by the micro-source which is connected to the compensator. Depending on the power requirement of the nonlinear load, the proposed control scheme can change modes of operation without any external communication interfaces. The compensator can operate in two modes depending on the entire power demand of the unbalanced nonlinear load. The proposed control scheme can even compensate system unbalance caused by the single-phase micro-sources and load changes. The efficacy of the proposed power quality improvement control and method in such a microgrid is validated through extensive simulation studies using PSCAD/EMTDC software with detailed dynamic models of the micro-sources and power electronic converters.     

大电网可靠性影响分析的潮流跟踪方法

提出了大电网可靠性评估中削减负荷的潮流跟踪模型, 建立了节点和系统可靠性对元件的分配计算模型,基于此易于分析系统的薄弱环节。在负荷削减的潮流跟踪模型中,按负荷对发电机和线路利用系数的大小顺序削减负荷。基于潮流跟踪削减负荷能建立故障元件与削减负荷节点间的映射关系,该模型的核心在于找出所有元件中对削减负荷节点利用系数最大的元件。算例结果证明了所提出方法的有效性。     

综合负荷感应电动机模型的改进及其描述能力

基于实测负荷数据动态辨识,较深入全面地研究了感应电动机模型的描述能力,提出了一个 改进的“广义感应电动机模型”。该模型描述能力强,内插外推特性好。在实际应用中使用 该模型时,应采用实测数据辨识所得的模型参数。