电气化铁路牵引负荷接入电网对风电场影响仿真分析研究

电力牵引机车是大功率的单相整流负荷,具有非线性、不对称、波动性大的特点;供电臂内列车的数量和每一列机车的运行状态呈随机波动性,会造成电网电压波动,导致电能质量出现问题。针对兰新二线电气化铁路（以下简称“电铁”）牵引负荷运行密度大、速度高、距离风电场近等特征,利用电力系统综合分析程序PSASP以及ETAP仿真软件对电铁负荷运行引起的电压和频率偏差、电压波动及谐波等问题的机理进行了仿真建模计算,重点分析了牵引变电站接入电网对风电场机组产生的影响。     

牵引负载的三相等效模型

在首次导出适于任意接线方式的牵引变压器两侧电气量的通用变换关系和通用变换阵之基础 上，运用系统变换方法给出了牵引供电系统的三相等效电路模型，还讨论了在谐波分布和故 障分析等方面的应用。     

采用等效负荷简化配电网

提出了一种通过馈线两端电压和流过馈线两端开关的功率反映馈线上的负荷及其分布情况的配电网简化分析方法。这种方法只需对变电站的出线开关、馈线的分段开关和联络开关进行量测，而不必量测馈线上的配电变压器，就能得到满意的分析结果，并论述了简化分析的基本原理，讨论了带有支线的馈线处理方法，采用支路电流法验证了该方法的可行性，并给出了应用实例。     

基于PSASP的牵引负荷用户自定义建模

随着电气化铁路在现代铁路运输中的广泛应用,牵引负荷在电力负荷中占的比重越来越高,牵引负荷的随机波动性、非线性以及不对称性等特点决定了此种负荷对电力系统的安全稳定与经济运行有不可忽视的影响,因此迫切需要对牵引负荷特性进行研究。本文利用电力系统分析综合程序(Power System Analysis SoftwarePackage,PSASP)的用户自定义模型功能(User Defined Model,UDM),建立了牵引负荷用户自定义模型,实现了牵引负荷实测模型与PSASP的连接,编辑独立动特性仿真程序验证了接口的正确性,分析比较了牵引负荷模型与传统负荷模型动态响应特性的差别。     

面向负荷建模的微型燃气轮机建模及其等效描述

为研究考虑微型燃气轮机(MT)的配电网综合负荷建模,在构建适合分布式电源的MT发电系统的基础上,详细阐述了各功能模块的模型和控制策略;通过对暂态过程中MT发电系统的动态运行特性分析,可以将MT看做是一个功率消耗为负的广义动态负荷,进而提出一种以永磁同步发电机转子角速度为状态变量的一阶微分状态方程模型来等效描述MT发电系统的动态特性;通过对不同程度扰动下的仿真建模比较分析,验证了该等效描述模型的有效性.     

电气化铁路牵引负荷对固原电网的影响

结合固原电网的实际运行情况,根据牵引机车通过电气化铁路时测到的实际负荷数据,分析了固原电网内牵引变电站电压畸变、负序分量、电流谐波的现状以及电气化铁路牵引机车对固原地区电网的影响,指出应从源头治理电网谐波。     

高速铁路牵引负荷特性及对电能质量的影响

高速铁路以其运行速度快、运量大、安全舒适、节能环保及综合效益突出等无可比拟的优势,受到世界各国的广泛关注。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中明确指出:高速轨道交通系统是重点领域交通运输业的优先主题之一。与普速铁路相比,高速铁路牵引负荷具有一定特殊性,其大功率电力牵引对负荷影响日益显著,而大量高次谐波电流注入也容易引起     

高速铁路牵引负荷建模与特性分析

为掌握高速铁路牵引负荷分布特性,建立牵引负荷模型,结合牵引变电所实测数据,对其数字特征与分布特性进行分析。     

牵引供电系统综合负荷实测建模

针对实测建模中牵引负荷时变性的问题,采用负荷特性分类及综合方法进行了一定程度的解决;通过研究牵引供电系统的结构原理,提出了一种改进型牵引供电系统综合负荷模型,运用总体测辨法对各个聚类中心等效样本进行参数辨识,给出了牵引负荷几种典型工况的推荐参数,为牵引负荷实测模型应用于电力系统仿真提供了基础.算例结果表明,改进型模型对负荷特性具有满意的描述能力,同时也验证了负荷特性分类及综合方法的有效性和合理性.     

线间负荷等效为三相负荷的计算方法探讨

现行有关教科书及工程上对线间负荷等效为三相负荷的计算均按部颁技术规程规定，即单台时取线间负荷的√３倍，多台时取最大线间负荷的３倍。通过理论计算和分析证明了这一规定的不完整性，并提出等效计算公式。     

基于反向Haar小波变换的电力系统负荷预测

根据电力系统负荷的特点,提出了基于反向Haar小波变换的电力系统负荷预测.介绍了反向Haar小波变换的数学模型,叙述了基于反向Haar小波变换的电力系统负荷预测的方法,通过实例计算并与其它方法的比较,说明反向Haar小波算法既充分利用了小波变换的优点,又克服了某些传统算法在电力系统负荷预测中的不足,该方法简单、可靠,便于形成实时软件,对提高电力系统电网规划水平具有重要意义.     

基于最优箱宽直方图的牵引变电所负荷概率建模方法

电气化铁路牵引负荷受众多随机因素的影响,较难用已知的参数估计模型来统一描述其概率模型。直方图是最简单直观且应用最广泛的一种非参数估计方法,但由其得到的概率密度形状极易受箱宽(或箱数)的影响。为得到牵引负荷概率分布的最佳直方图,提出一种基于最优箱宽建立其概率模型的直方图方法。由Poisson点事件构造直方图,通过平均积分平方误差定义价值函数,利用Sturges规则和平均移位直方图思想计算最优箱宽。采用3种不同采样间隔的牵引变电所负荷测试数据,通过概率分布形状和后验检验,与4种传统计算直方图箱宽的经验规则方法进行比较,验证了所提方法的有效性、适应性和稳健性。     

非线性负载Norton等效模型的改进分析方法

建立高精度、计算简单的等效模型,对电力系统中非线性负载谐波情况进行准确分析,一直是国内外研究人员的关注重点。而Norton等效电路模型具有表达式及参数简单易于计算的优点,使其在非线性负载等效模型分析中广泛应用。但现有Norton等效模型没有考虑非线性负载谐波电流与谐波电压间的相互影响,分析结果存在较大误差。因此,为了提高Norton等效模型的精度,需要对其进行适当的改进。在传统Norton等效模型的基础上,对非线性负载存在影响的谐波进行分类,将得到的附加电流谐波分别用受控源表示,提出含有受控源的Norton改进等效模型。最后通过采用两种模型对电力系统非线性负载实测电压和电流计算对比,发现在不同的电压条件下,传统Norton模型等效阻抗计算结果差异达到2个数量级,而含有受控源的改进Norton等效电路模型计算得到的等效阻抗大小变化不大,基本可以近似相等。可见,相较于传统不含受控源的Norton等效模型,提出的含有受控源的Norton等效模型的精度与稳定性显著提升。     

基于CNN-SAEDN-Res的短期电力负荷预测方法

基于深度学习的序列模型难以处理混有非时序因素的负荷数据,这导致预测精度不足。提出一种基于卷积神经网络(CNN)、自注意力编码解码网络(SAEDN)和残差优化(Res)的短期电力负荷预测方法。特征提取模块由二维卷积神经网络组成,用于挖掘数据间的局部相关性,获取高维特征。初始负荷预测模块由自注意力编码解码网络和前馈神经网络构成,利用自注意力机制对高维特征进行自注意力编码,获取数据间的全局相关性,从而模型能根据数据间的耦合关系保留混有非时序因素数据中的重要信息,通过解码模块进行自注意力解码,并利用前馈神经网络回归初始负荷。引入残差机制构建负荷优化模块,生成负荷残差,优化初始负荷。算例结果表明,所提方法在预测精度和预测稳定性方面具有优势。     

基于瞬时负荷统计特性检测电能质量扰动源

提出一种基于检测点产生的瞬时负荷统计特性快速确认扰动源的方法,展示了该原理在谐波、电压凹陷、电压膨胀、瞬间电压降落四种扰动,在MATLAB下的仿真和计算结果。结果表明在每种情况下此方法都可以对扰动源进行迅速准确的检测。同时还对每种情况计算电压与实际电压的偏离程度进行了分析,并求出了各种情况下的电压偏离方差。最后,根据扰动源产生原因对扰动源类型的识别进行了研究。     

低压配电网三相不平衡负载参数的辨识方法研究

为了解决现阶段计算低压配电网负荷上实际压降、三相负荷不平衡度时忽略三相负荷不平衡与中性线阻抗同时存在的实际情况所引起的求解结果不准确问题,提出一种实时计算负荷实际大小及负荷侧虚拟中性点电压的方法,以此辅助监测低压配电网安全。首先建立与低压配电网等值阻抗网络匹配的高阶微分方程模型,再利用方程系数与等值阻抗参数之间的关系,采用暂态数据辨识模型参数,实时求取三相负荷等值阻抗,中性线阻抗及虚拟中性点电压。仿真结果验证了该方法的有效性和准确性。     

新型电力系统综合负荷广义离散等值模型

针对新型电力系统中不同组成、不同复杂程度的综合负荷,亟需一种通用的模型结构来满足新型电力系统在线安全分析精度的要求。对含电动机负荷和静态负荷的综合负荷模型进行研究,分别建立新型电力系统下考虑电压相角变化和忽略电压相角变化的综合负荷广义离散等值模型,得到综合负荷广义离散等值模型的参数,并分析模型参数与电力系统各元件的内在联系以及各模型系数间的物理特性。通过CEPRI-36节点系统的仿真对比验证了所建模型的普适性和有效性。     

Correlated probabilistic load flow using a point estimate method with Nataf transformation

Wind speed as well as the power output of wind turbine generators (WTGs) have high correlations and may not be normally distributed. In this paper, the method of Zhao’s point estimate method (PEM) combined with Nataf transformation was applied into correlated probabilistic load flow (PLF) calculation. This method can deal with correlated input random variables (RVs) with normal or non-normal probability distributions. Instead of joint probability density functions (PDFs) of multivariate RVs, this method only requires data of the marginal distribution function of each input RV and their correlation coefficients. The effectiveness of the proposed method is demonstrated by the numerical tests on IEEE 14-bus and the IEEE 118-bus systems. Besides, relative average errors compared with correlated Monte Carlo Simulation (CMCS) are analyzed.     

基于RBF神经网络的光伏并网系统自适应等效建模方法

针对广义负荷建模中的光伏并网系统模型难以适应不同逆变器控制和频率扰动的动态响应问题,提出了一种基于径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络的光伏并网系统自适应等效建模方法。首先,建立了光伏并网逆变器不同控制策略响应波形的检测判据。然后,构建了以电压-频率扰动为输入,有功功率和无功功率为输出的光伏并网系统RBF神经网络模型。最后,在Matlab/Simulink中搭建了光伏并网系统模型,并将其接入IEEE14节点配电网进行仿真验证。结果表明,构建的光伏并网自适应等效模型能够有效辨识电压频率给定控制、有功无功给定控制、下垂控制策略类型,能够准确反映光伏并网系统在不同电压、频率扰动下的有功功率、无功功率的动态响应特性。     

基于两级变压模式的配电电压选择方法

针对传统0.4 kV低压直配电方式难以兼顾远近距离负荷的节能高效配电需求问题,提出一种基于两级变压模式的配电电压选择方法。配电变压器采用三绕组变压器结构,对近距离负荷采用0.4 kV直接配电,对供电半径和容量不满足10 kV供电条件的远距离分散负荷采用高于0.4 kV的补充电压实施两级变压供电,来实现降低配电网损耗、保障用户电压质量的目的。以配电网全寿命周期成本与降损节约费用作为目标函数,同时计及可靠性和电能质量约束,能选择出具有最优综合效益的配电电压和配电模式。