不同负荷模型对安徽电网稳定的影响

目前安徽电网较多使用静态负荷模型,然而在系统发生大扰动(如三相短路故障等)时,使用纯静态负荷模型显得过于粗略.选取4种负荷模型--纯静态负荷模型、纯感应电动机负荷模型、典型参数综合负荷模型、某地区实测负荷模型,对实际电网进行大量仿真,结果显示不同负荷模型对线路功率和发电机功角都有较大影响.进一步分析不同负荷模型对安徽电网暂态电压稳定的影响,实测负荷模型不仅能够描述短路时电动机负荷向系统倒送无功的物理现象,同时它的静特性部分在故障清除后还起到了无功补偿的作用,有利于系统的稳定;而纯感应电动机模型在故障清除后,由于电压过低需要从电网吸收大量的无功功率,这会导致电网电压不断降低以至暂态电压失稳,不利于系统稳定.     

对比研究输电网中SVC与链式STATCOM的运行特性

电动机类负荷在电网故障时吸收无功迅速增加,严重影响输电系统的电压稳定,动态无功补偿装置可根据系统需求快速输出可调无功,提高输电系统暂态稳定性.本文对静止无功补偿装置SVC和静止同步补偿装置链式STATCOM的补偿原理和运行特性进行了深入对比分析,同时详细阐述了电动机类负荷的无功电压特性.基于Matlab/Simulink搭建了系统级仿真模型,仿真结果指出链式STATCOM无功电流输出能力不受系统电压限制,无功输出能力优于SVC,且分相控制策略可增强其适应系统不对称故障运行的能力.     

送端感应电动机负荷无功特性对送出极限的影响

通过分析计及转子电磁暂态的三阶感应电动机负荷模型在定子三相接地过程中的响应,指出位于系统送端的感应电动机负荷的无功倒送特性在一定时段内对系统送端电压有一定的支撑作用。分析了电压支撑作用对系统送出极限的影响。将华北电网典型送端张家口地区实测综合负荷模型(以感应电动机为主)应用于沙岭-昌平线极限切除时间的计算,并与采用不同比例ZIP负荷模型的计算结果进行比较,验证了理论分析的结果。说明张家口地区(送端)负荷模型对系统送出极限的灵敏度很高;动态负荷模型具有静态负荷模型难以模拟的特性。强调了在电网稳定计算中采用动态负荷的必要性,从无功角度研究了负荷模型在暂态稳定计算中的应用,提供了新的思路。     

基于负荷无功电压响应的切负荷控制决策优化

基于感应电动机一阶模型,推导了计及节点负荷无功变化和电压偏移程度的切负荷量分配指标。该指标从物理意义上相当于节点负荷等效电纳的变化量,其大小能反映节点负荷中感应电动机所占比例和不同负荷模型对暂态电压稳定性的影响程度。利用该指标分配各节点的切负荷量,提出了综合考虑系统频率、负荷电压及无功响应的自适应减载方案。IEEE 39节点系统的仿真结果表明,所提出方案较经典自适应控制方案更有利于保障系统在大扰动后的电压稳定性和频率稳定性。     

负荷模型选择对动态无功需求和暂态电压稳定的影响

电力系统中的电源规划和静态无功补偿规划已经形成了相对成熟的理论和方法,但对于动态无功补偿的规划研究则尚未起步。利用PSCAD/EMTDC软件,从动态无功需求分析和补偿容量选择原则两个方面进行仿真分析,研究感应电动机动态无功负荷的需求特性;给定负荷水平下不同的负荷模型和参数对负荷动态无功需求的影响;电网强弱和负荷模型对母线暂态电压稳定的影响。验证了依据动态无功需求测算来配置动态无功补偿装置补偿容量的可行性,并提出相应的规划方法。     

电力系统数字仿真负荷模型中配电网络及无功补偿与感应电动机的模拟

提出了电力系统负荷模型中统一模拟配电网网络、无功补偿和感应电动机的模型，该模型可以简化电力系统仿真中配电网络的模拟，提高了配电网络中感应电动机模型的精度；同时提出了一种确定配电网络无功补偿容量的简便算法。所提出的模型和算法已在PSD电力系统分析软件工具(PSD Power Tools)中的中国版BPA暂态稳定程序和电力系统全过程动态仿真程序中实现，该程序可根据配电网络的综合阻抗和指定的电动机机端电压与系统母线电压的比值系数，自动求得无功补偿量和无功补偿电抗值。模型和算法可以提高电力系统仿真中计及配电网络和无功补偿的感应电动机模型的精度。并得到了验证。     

考虑配电网络的负荷聚合方法

负荷模型对电力系统仿真与控制具有突出影响。针对传统负荷聚合方法只能考虑同一母线下静态负荷、感应电动机负荷聚合的不足,提出了一种考虑配电网络的负荷聚合方法。该方法首先根据配电网络的节点电压方程消去联络节点,只保留负荷节点;根据聚合前后配网有功、无功损耗相等的原则,由保留负荷节点电压与简化后的网络导纳求出等值配网阻抗。再由等值配网阻抗与供电点的电压与注入电流求出虚拟母线电压。然后将负荷移置到虚拟母线上。最后根据电动机的机电模型,将虚拟母线上的电动机负荷聚合为一台电动机负荷;静态负荷聚合为一个综合静态负荷。由于考虑了配网阻抗的影响,聚合模型较好地保存了配网的综合负荷模型特性。有功、无功拟合误差较小。算例表明,该方法能够提高仿真精度。     

考虑源网荷储协调互动的配电网无功优化

无功电压控制是保障电网安全稳定运行的基础,高比例新能源发电是新型电力系统的主要特征,挖掘新能源发电、储能以及柔性负荷等柔性可控资源的无功电压潜力能有效保障新型电力系统安全稳定运行。文中提出了一种考虑源网荷储互动的配电网无功电压控制方法,从负荷需求侧响应出发基于市场实时电价信息以负荷转移成本和用户购电成本为基础实现价格驱动需求响应的负荷平移策略;利用储能系统协调新能源发电出力和负荷平移规则,构建综合考虑源网荷储互动的配电网无功优化模型。通过调节无功补偿设备、储能充放电策略协调新能源出力,在满足负荷需求侧响应需求的基础上达到系统无功电压的最优控制。通过改进的IEEE33节点系统仿真分析,实验结果表明通过源网荷储的充分互动能够有效提高系统无功电压调节能力,实现配电网安全、经济运行。     

SVC对电力系统频率稳定性影响的仿真分析

用Matlab软件建立电力系统仿真模型,负荷模型包括异步电动机模型和恒阻抗静态模型,静止无功补偿器(SVC)采用一阶线性化实用模型,对系统遭受双回线永久断一回线和系统负荷突然剧增这2种典型大干扰后SVC动作对系统频率造成的影响进行仿真和分析,包括SVC出力大小、动作时间及控制策略的影响。针对断一回线故障,当负荷端电动机比重较小时,SVC可使频率稳定在额定值。对系统在不同调频能力下负荷剧增时所做的频率变化仿真表明,SVC对系统的频率稳定性产生负面影响,SVC无功出力越大,则频率质量越差,当系统调频能力较弱而SVC无功出力很大时,会加速系统的频率崩溃。因此,在SVC的控制系统中应引入频率反馈,当监测频率低于某一定值时,应减少SVC出力至合理值。     

考虑负荷模型的多回直流同时换相失败分析

分析了直流换相失败的机理,指出交流系统故障导致的换流母线电压跌落是换相失败的主要诱因,而负荷模型的不同又将导致故障后系统电压跌落幅度的不同,从而影响换相失败的发生。分析了现有的两种常用负荷模型ZIP模型和电动机模型对电压跌落的影响机理,指出电动机模型可为系统提供机械惯量,在故障瞬间相比于ZIP模型更有利于抑制系统电压跌落,降低换相失败发生概率;但在故障持续期间,电动机负荷会吸收更多无功,危及系统稳定性。基于南方电网方式数据,计算了不同负荷模型下可能导致多回直流同时换相失败的故障区域以及系统的极限切除时间,并对以上论述进行了仿真验证。     

BP算法在功率耦合负荷建模中的应用

负荷模型的准确性对于电力系统仿真分析至关重要。针对目前负荷模型无功方面的研究较为薄弱的问题，提出一种功率耦合型的人工神经元网络负荷建模方法，首先利用传统方法建模，构造样本空间，即以恒阻抗模型和一阶电动机模型构成的综合负荷作为负荷模型，其时域仿真潮流解作为训练样本，然后以BP算法训练神经网络，利用训练好的网络来仿真负荷功率。结果显示，当网络输出为负荷有功功率和负荷无功功率共同构成的二维向量时，可使负荷模型无功方面的精度有较大的提高。     

接于高压母线的电动机负荷等值模型

在计及配电网电抗、低压无功补偿电容器作用的条件下，对仿真计算中接在较高电压等级的电动机负荷等值模型进行了理论推导。该等值模型在不改变电动机模型的情况下，仅需调整电动机参数和电动机初始负载率，即可等值描述接于高压母线的电动机的静态和动态特性。研究结果对电动机负荷模型参数选择提供参考。     

规划与运行融合的配电网无功补偿智能协调配置

采用空间快速负荷分段法建立动态负荷模型,去除空间负荷的时间复杂性。在此基础上,建立结合规划和运行的无功补偿智能协调配置双层模型,上层的规划模型对无功补偿设备的安装位置、类型和容量进行优化配置,下层的运行模型综合考虑不同的负荷场景,优化无功补偿设备的投切方案,使系统达到分级无功平衡。采用双层风驱动算法对模型进行求解。算例结果表明,所提无功补偿方案能够在不同负荷场景下取得良好补偿效果,验证了所提模型和算法的合理性和有效性。     

电动机模型结构及参数对暂态稳定仿真的影响

针对目前负荷模型应用的薄弱环节,就三阶感应电动机模型及一阶机械暂态感应电动机模型和恒定阻抗模型对暂态稳定仿真结果的影响进行系统研究。首先,实现一阶机械暂态感应电动机模型与电力系统分析综合程序PSASP(Power System Analysis Software Package)的接口。然后．以PSASP为仿真手段,以湖南电网和WSCC-9节点系统为研究对象,仿真研究感应电动机模型参数及综合负荷模型结构对电力系统暂态稳定性的影响。研究表明。感应电动机定子漏电抗增大将使系统暂态稳定裕度显著减小．使用三阶感应电动机模型仿真所得系统的暂态稳定能力明显低于一阶模型和恒定阻抗模型的相应结果。最后的结论对电力系统负荷建模和模型应用具有较大的理论意义和工程应用价值。     

负荷模型对异步联网交直流系统频率稳定性的影响

在2016年南方电网异步联网背景下,依据云南电网各行政地区的负荷构成和比例,将负荷分为工业居民类、工业居民农业类、高耗能工业类、商业居民类等四大类。在充分分析静态负荷模型、考虑配电网络负荷模型和含感应电动机的综合负荷模型等三类负荷频率特性的基础上,采用电力系统暂态仿真程序PSD—BPA,建立云南电网分区、分类负荷详细仿真模型。研究直流闭锁等大扰动下,以上三类负荷模型对云南电网系统暂态频率稳定性的影响。研究结果表明,采用含感应电动机的综合负荷模型在大扰动下频率变化值最大,其次分别为静态负荷模型和考虑配电网络负荷模型;采用静态负荷模型频率恢复较快,其次分别为含感应电动机的综合负荷模型和考虑配电网络负荷模型。     

无功补偿应用分析

无功集中补偿节约电能、提高电压质量,但仅对进线和上一级电源补偿;无功分散补偿可在负荷末端对用电设备就地补偿,进相器可提高电动机本身的功率因数。集中与分散相结合的综合无功补偿方式,代表了无功补偿的方向。     

基于聚类分析法的电力系统负荷建模

提出一种基于聚类分析的负荷建模方法,通过求取变电站实测数据的PSQ、PSF、SPRSQ三个指标,确定数据分类的最优分类数,对数据进行聚类分析,分别建立不同的负荷模型.仿真结果表明,本文方法不仅能够描述短路时电动机负荷向系统倒送无功的现象,还能反映故障清除后负荷节点中感应电动机对电压恢复的影响.     

计及静态临界稳定特性的感应电动机群聚合等值方法

负荷模型对电力系统稳定计算结果有着重要的影响,而感应电动机群聚合是负荷等值建模的重要组成部分。考虑感应电动机静态临界稳定特性的影响,提出了一种感应电动机群负荷聚合等值的新方法。首先,分析了表征电动机静态临界稳定特性强弱的指标,据此将电动机群负荷分为稳定性好和稳定性差的2组。而后,基于各电动机的物理机理,并综合考虑其静态临界稳定特性,对分组后的感应电动机群负荷进行聚合。最后,以单机无穷大系统、WSCC-9节点系统和EPRI-36节点系统为算例,考察了该聚合方法与其他方法所得等值模型在不同故障方式下的系统响应,验证了所提方法在不同运行条件下的适用性和所得等值模型的准确性。     

静止无功补偿器对感应电动机负荷电压稳定性的影响

以简单的两节点系统为研究对象,采用考虑机电暂态过程的三阶感应电动机负荷模型,详细分析了静止无功补偿器（SVC）在小扰动和大扰动情况下对系统电压稳定性的影响。仿真结果表明,在小扰动情况下安装SVC可以提高感应电动机负荷的最大负载转矩和电压水平;在大扰动情况下能够减小故障对暂态电压稳定产生的影响,并且能够延长暂态电压稳定的极限切除时间,提高系统的暂态稳定性。     

运城市农网无功状况分析与对策

按照无功补偿原则，结合运城市农网负荷的特点，应在35kV变电站进行母线补偿，尽量减少系统无功穿越，在负荷大，供电半径长的农村10kV配电线路上装集中补偿，减少系统输送无功，重点在农村配电低压侧和电动机上装随机随器补偿装置，降低无功消耗，在大用户装就地补偿装置，做到各电压等级无功基本平衡，从根本上解决农网无功消耗大，线损高的问题。