基于RTDS的负荷模型验证及分类研究

实测负荷建模法因其自身的优点而被广泛应用,但是实测数据的来源成为了制约实测建模研究的主要因素,RTDS的出现一定程度上弥补了这个缺点,以四川攀枝花电网的RTDS数据为依托,对实测负荷建模中TVA模型的有效性、泛化能力以及负荷的时变性进行了研究,结果表明TVA负荷模型不但能够在较大范围内很好拟合各种扰动强度的数据,而且具有较强的泛化能力.在解决负荷时变性的过程中应用了聚类分析的方法对数据进行分类,最后在总结分类结果的基础上提出了一种简单的分类方法,为消除负荷时变性对建模的影响提供了借鉴.     

模型结构对负荷模型泛化能力的影响

分析了基于实测的考虑时变性的自适应（TVA）负荷模型和考虑配电网支路的配电网综合负荷模型（SLM）,并利用现场的实测数据对2种模型进行了回响测试,以比较2种模型在仿真计算中的准确性。在分别考虑辨识配电网阻抗与定配电网阻抗2种情况下,利用实测数据对SLM的参数进行了辨识与测试,进而推出了使用基于全网数据辨识参数的SLM计算结果偏于保守的原因,并以吉林电网为算例进行了模型泛化能力的比较。最终得出结论:对于吉林这类通道型电网,这2种模型的泛化能力与其模型结构关系较小,与模型参数关系较大。     

基于模型激励响应的负荷分类及泛化能力

负荷时变性已经成为制约负荷模型推广应用的主要因素,而负荷分类则是解决这个问题的很好的办法.本文提出了一种新的负荷分类及模型泛化的方法:首先以模型阶跃响应为特征矢量,采用聚类分析的方法对负荷进行分类,然后用多曲线拟合的方法对每一类建立一个代表整个类的负荷模型,并对各类模型的参数以及各类扰动数据之间存在的规律进行分析,在此基础上按照一定的规律合并类,最终得到了具有较强泛化能力和实用性的负荷模型.     

负荷模型泛化能力的研究

负荷模型的准确度对电力系统仿真的有效性影响很大,但是建立反映实际负荷特性的负荷模型目前仍是一个尚未解决的难题,这主要是由于负荷的组成、大小与特性时刻都处于变化之中,因此根据已获得的负荷数据所建立的负荷模型不一定具备好的泛化能力,即该负荷模型虽然能够精确地拟合已有的负荷数据,但未必能够描述未知的负荷特性。文中应用支持向量机工具,建立了负荷数据的特征样本空间;并以辽宁虎石台变电站2004年所有负荷数据为例,研究对比了以下3类负荷模型:基于某月全部数据所建立的负荷模型;基于随机样本所建立的负荷模型;基于特征样本空间所建立的负荷模型的泛化能力。研究表明:基于文章提出的特征样本空间所建立的负荷模型对整个负荷样本空间内的数据都具有强的解释能力,因此具有很好的泛化能力。     

考虑负荷时变性和动态补偿的电力系统负荷建模

负荷模型的准确性对电力系统稳定性分析和控制有重要影响。由于电力系统负荷的时变性,常规的负荷模型难以准确描述真实负荷的动态特性。基于成都某变电站故障录波仪的实测数据,采用时变自适应的负荷模型（TVA负荷模型）,对成都某大区负荷进行了建模。根据仿真结果,对TVA负荷模型结构做了改进,在模型结构中增加了动态补偿环节。根据实测的数据,改进的负荷模型仿真结果明显更接近于真实的负荷,验证了动态补偿环节的有效性。     

基于多曲线拟合的负荷模型综合研究

为了从大量负荷数据当中抽象出一个或者少数几个实用的负荷模型,对模型的综合进行了研究.首先就参数平均法和多曲线拟合法在模型综合方面的效果进行了对比.由于负荷模型参数的辨识具有多值性特点,参数平均法的综合效果明显不如多曲线拟合法.另外研究还发现多曲线拟合法在对负荷特性相似的数据进行综合的时候更能发挥其效力,最后提出了一种先分类后综合的模型综合策略,既增强了模型的实用性又提高了模型的精度.实例分析证明了该方法的有效性.     

电力系统负荷模型的分类与综合

负荷模型对电力系统分析具有重要的影响,但由于负荷建模本身的困难,电力系统负荷建模 一直是电力系统分析计算中没有很好解决的问题,以致于许多人认为负荷特性没有规律可言 。文中给出基于模式识别的分类方法和综合建模方法,并通过对河北沧州1996年、1997年、 1998年数据的分类和综合处理,发现负荷特性具有可重复性。这说明虽然存在着负荷特性的 时变性、随机性,但是负荷特性还是有规律的,这也证明了总体测辨法的可行性。     

基于实时分类负荷模型的受端电网电压稳定问题研究

电压稳定问题已成为北京、上海和广州等受端大负荷中心系统共同的潜在威胁。为研究受端电网电压稳定问题,本文以广州电网为例,通过仿真分析,揭示受端电网两种不同程度暂态电压失稳模式,即系统暂态电压失稳和局部暂态电压失稳,其失稳特征与机理与负荷中的电动机特性密切相关。为提高负荷模型的可信度,本文提出一种实时分类负荷模型建模方法,并以广州电网实际发生的单相短路故障为算例进行了仿真验证。结果表明,该建模方法有效可行,建立的模型可信。     

基于量测的负荷建模--分类算法

负荷建模的最大困难在于负荷的时变性，该文成功地将多元统计分析中的系统聚类法引入负荷建模领域，提出了一种分类算法。该算法可分析负荷组成成分的时变规律，求解负荷组成时变特性到参数变化的映射，然后根据负荷组成的时变规律，在不同的时间采用不同的负荷模型参数，从而提高了负荷模型的精度。最后，作者给出了文中所提算法在工程中的一个应用实例，说明了该算法的有效性。     

负荷模型参数简化对负荷分类结果的影响

负荷模型作为电力系统仿真的主要元件之一,越来越受到重视,但目前动态负荷模型的参数个数较多,严重制约了负荷模型参数辨识的精度.为了解决这个问题,通常的做法是对负荷模型参数进行简化;另外,为了消除负荷时变性对建模的影响,需要对负荷进行分类,但参数简化对负荷分类结果是否有较大的影响却不得而知.为了探讨这个问题,应用基于空间响应的聚类分析法对负荷进行了分类,然后应用轨迹灵敏度方法对负荷模型参数进行了简化,重新对数据进行了分类并比较了参数简化前后分类的结果,以一实际系统分析为例,结果表明参数简化前后分类误差没有较大幅度增加,验证了参数简化的有效性.     

高压直流输电极控系统的RTDS模型

极控是高压直流输电系统运行所不可或缺的。文章基于直流输电的调节理论和极控的基本功能要求,在实时数字仿真器RTDS上建立了较通用的极控模型,使高压直流输电系统RTDS模型能够按照设计参数仿真运行并模拟各种故障。该研究已应用于我国西北-华中背靠背直流联网工程。     

灵宝背靠背直流输电工程中的RTDS试验模型

为评估对灵宝背靠背直流联网工程直流系统控制保护技术的掌握情况并保证工程进度按计划顺利实施,在现场调试前对二次系统设备依设计规范在实验室进行了闭环仿现场运行试验。采用北京网联公司(BDCC)实时数字仿真器(RTDS)建立了仿现场一次试验回路模型,同时根据直流输电基本调节原理建立了使试验模型仿真运行所必须的RTDS软件内部换流器控制模型,以校核模型运行的仿真度。在内部模型的控制下RTDS试验回路模型的结构参数被调整到其所有运行状态变量均与设计值相符合,证明了试验模型仿现场运行的有效性。经过校核的RTDS试验回路已成功地应用于灵宝工程整套二次设备的功能验证。     

基于RTDS的超高压线路保护装置的试验研究

RTDS(RealTimeDigitalSystem)能够比较真实地反映实际电力系统的故障性征,且具有一些模拟动模试验系统不能实现的性能,使其在高压线路保护装置的研制及开发过程中发挥着重要的作用。介绍高压线路保护装置动模测试的模型及要求的同时,着重分析了当前高压线路保护装置研究的几个难点,并就此给出了在研制新一代高压线路保护产品DF3621中的处理策略和方法。大量的RTDS试验表明,DF3621对于特殊工况、转换性故障等方面表现良好,能够满足高压线路对保护的要求。     

含特高压直流的多馈入直流电网RTDS建模

为探索在实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)下的多馈入直流电网建模方法,搭建了以2012年丰大方式BPA软件等值数据为基础、含±800 kV特高压直流的南方电网等值系统模型。介绍了实验仿真平台的硬件配置及功能,给出了RTDS系统模型搭建的基本步骤及电力系统元件模型的选择原则。利用单机无穷大系统短路实验得到发电机的动态响应曲线,比对检验了各台发电机控制系统模型的正确性。在此基础上,通过与BPA稳态运行时各状态量比较以及典型的交流故障和直流故障的仿真结果比较,验证了所建电网模型的有效性和正确性。最后,详细分析了RTDS与BPA仿真结果存在偏差的原因,并比较了两者在仿真计算中的优劣性。     

基于RTDS的APF硬件在环仿真系统

有源电力滤波器(APF)的离线仿真只能保证控制算法正确,而无法反映实际运行时的动态性能。针对这一问题,建立了实时数字仿真器(RTDS)和APF联合的硬件在环(HIL)仿真系统并进行了相应的研究。介绍了APF的关键技术、RTDS的建模方案以及HIL仿真系统的组建策略,并详细分析了该仿真系统的运行环境。对比APF的PSCAD离线仿真、RTDS实时仿真、HIL仿真,结果表明HIL仿真系统能够反映实际运行中存在而在离线仿真中无法体现的诸多问题。在此基础上对采取补偿方法后的仿真结果进行了研究,表明HIL仿真系统能在本质上反映实际运行情况,能够真正检验APF的性能。     

基于频谱分析的负荷形态分类研究

为了更好地对电力系统进行经济分析、运行与规划,需要寻求高效可靠的负荷形态分类方法。对电力用户日平均负荷数据进行频谱分析,采用动态聚类法将不同的电力用户负荷形态进行聚类并将此方法与传统时域上的负荷形态分类方法比较,算例结果表明,基于频域分析的负荷形态分类方法综合聚类有效性更高,其改善了负荷特性时域分析的不足,为电力公司准确进行电价定制、负荷预测及制定有序用电决策方案提供参考。     

基于RTDS的微机保护实时闭环数字仿真系统

传统仿真方式下建立的保护模型通常是离线、开环的,无法满足对微机保护实时交互测试与研究的要求.分析了微机保护实时闭环数字仿真系统的意义,说明其可以作为研究平台、事故分析平台、试验测试平台以及教学培训平台.提出了微机保护仿真系统的两种典型应用方式并分析了其优缺点.根据IEC 61850标准中对保护功能的划分方法,开发了丰富的保护实时仿真组件;根据IEC 61131-3标准,以功能方框图方式构成保护系统;将上述"软保护"系统嵌入到一次系统仿真模型中,从而构成微机保护实时闭环数字仿真系统.在RTDS上的实际运行结果表明,"软保护"系统可在各种故障情况下实时、闭环、正确动作.