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电力负荷建模的在线统计综合.doc
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电力负荷建模的在线统计综合.doc
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摘 要
电力负荷是电力系统的重要组成部分,负荷模型已经成为制约电力系统仿真
计算结果准确和可信赖程度的关键。传统的统计综合法由于不能在线实时,难以
在工程上推广应用,这在一定程度上限制了统计综合法的发展。本文在这个背景
下,提出了在线统计综合法。主要研究内容:
1.提出了在线统计综合法。把所有电器分为两类设备:电动机类负荷和阻抗
类负荷;把所有用户分为两类行业:工业负荷和非工业负荷。其基本步骤是:对
所有用户分行业――分行业典型用户调查――建立分行业电动机比例表――在线
获得负控系统数据――在线计算用户功率――低压母线综合――考虑 110KV 线
路的折算――110KV 母线综合。这种方法不但节省了人力、物力,并且为其实际
运行提供了可行性。
2.电动机比例的调查是建模结果合理与否的关键。阐述了电动机比例在负荷
建模中的重要性,负荷调查的方法、过程、以及如何实施,从而为实现调查统计
结果的可靠性提供了保证。阐述了调查统计时计算负荷电动机比例,为得出切合
实际的电动机比例奠定基础。根据实际情况分析比例表,说明电动机比例的可靠
性。
3.介绍了用户功率与 EMS 相关信息的在线获取,通过传输数据的改变,以决
定是否进行比例的调整。结合负控系统传输的用户数据,对比所建立的电动机比
例表,求取每个行业每个用户的电动机类负荷和阻抗类负荷的功率。介绍了把加
权聚合理论应用于在线统计综合建模中,介绍了单一行业用户的聚合和不同行业
的聚合,通过采用已知典型参数对低压母线进行综合建模。通过在福建电网的实
施,证明了该方法具有可行性。
关键词:电力系统 负荷建模 在线统计综合法 电动机比例
ABSTRACT
Power load is the important part of power system .Load modeling has
become a crux factor, which is restricted veracity and trustiness of power system
simulation results. Conventional Component-Based Modeling Approach hasn’t
on-line 、 real time so it isn’t used in project extensively, which limits the
development of component Based Load Modeling Approach to some extent.
Due to these limitations, the paper presents On-line Component-Based Load
Modeling. The work of this paper as follows:
1. The paper presents On-line Component-Based Load Modeling. Load
equipments are classified that induction-motor load and impedance load; all
users are classified that industry load and other load .Its basic steps are that :
users classified—the investigation of typical users—founds the motor-rate of
different trades—gets the data of load control on-linely—counts users’ power
on-linely—the synthesis of low voltage generatrix—the count of 110kv’s line
considered—the synthesis of 110kv generatrixs.
2. The investigation of motor-rate is the crux factor of load modeling
rationality. The paper expounds that the importance of motor rate in load
modeling, the rogatory methods of load , the course , and how to implement. The
paper expounds that how to investigate motor-rate for getting reliable motor-rate.
3. The paper introduces that how to get information of users’ power and
EMS’, and to decide to amend the motor-rate by data transmitted. and Combines
the data transmitted with motor-rate counts induction-motor power and
impedance power of every trade’s every user, and introduces that aggregation
theory is used in on-line Component-Based load modeling, and the aggregation
of identic trade and the aggregation of different trades by using typical
parameters. The method has been successfully applied to Fujian Power Grid,
the results show the feasibity of the method.
Key words: Power System; Load Modeling; On-line Component Based Load
Modeling Approach; Motor Rate
目 录
第一章 绪论 .........................................................................................................................................1
1.1 引言 ...............................................................................................................................1
1.2 电力负荷建模的重要意义 ...........................................................................................2
1.2.1 负荷模型对潮流计算的影响 ...............................................................................2
1.2.2 负荷模型对暂态稳定的影响 ...............................................................................2
1.2.3 负荷模型对电压稳定的影响 ...............................................................................3
1.3 电力负荷建模的总体原则 ..................................................................................................3
1.3.1 可用性原则 ............................................................................................................3
1.3.2 实用性原则 ............................................................................................................3
1.3.3 针对性原则 ...........................................................................................................3
1.4 电力负荷建模的研究现状 ..................................................................................................4
1.4.1 负荷模型研究概述 ................................................................................................4
1.4.2 负荷模型参数的获取 ...........................................................................................7
1.5 本文所做的工作 .................................................................................................................8
1.5.1 传统统计综合法研究中存在的问题 ...................................................................8
1.5.2 本文所做的主要工作 ...........................................................................................9
1.6 本文数据的来源 .................................................................................................................9
第二章 负荷建模的在线统计综合方法 ...........................................................................................10
2.1 传统统计综合方法 ............................................................................................................10
2.1.1 传统统计综合法的基本原理 .............................................................................10
2.1.2 传统统计综合法的优点和缺点 .........................................................................12
2.2 在线统计综合法 ................................................................................................................12
2.2.1 在线统计综合法 ..................................................................................................12
2.2.2 在线统计综合法基本思路 .................................................................................13
2.2.3 在线统计综合法的基本步骤 ..............................................................................14
2.3 本章小结 ...........................................................................................................................16
第三章 负荷中感应电动机比例的调查研究及负荷特性分析 .......................................................17
3.1 概论 ...................................................................................................................................17
3.2 统计调查方法 ...................................................................................................................18
3.3 电力负荷调查过程 ...........................................................................................................19
3.4 电力负荷调查的实施 .......................................................................................................20
3.5 具体调查步骤 ....................................................................................................................20
3.6 算例研究及分析 ...............................................................................................................25
3.6.1 工业用户 .............................................................................................................25
3.6.2 非工业用户 .........................................................................................................28
3.6.3 电动机比例 .........................................................................................................30
3.7 本章小结 ...........................................................................................................................31
第四章 低压母线负荷模型的综合 ...................................................................................................32
4.1 引言 ...................................................................................................................................32
4.2 用户的电动机类负荷和阻抗类负荷 ...............................................................................32
4.3 用户功率与 EMS 相关信息的在线获取 ...........................................................................33
4.4 权重参与法 ........................................................................................................................34
4.5 低压母线负荷建模 ............................................................................................................37
4.5.1 单一行业的聚合 .................................................................................................37
4.5.2 不同行业的聚合 .................................................................................................39
4.6 负荷建模实例及分析 .......................................................................................................40
4.6.1 电动机比例 .........................................................................................................40
4.6.2 低压母线电动机模型参数 .................................................................................41
4.7 本章小结 ............................................................................................................................41
第五章 结论与展望 .......................................................................................................................42
5.1 本文的主要研究成果 ........................................................................................................42
5.2 后期工作展望 ...................................................................................................................42
附 录 一 .........................................................................................................................................44
参考文献 .............................................................................................................................................47
致谢 .....................................................................................................................................................50
第一章 绪论
1
第一章 绪论
1.1 引言
电力系统的特点是电能不能大量的储存,正常运行时电能的生产、传输、消
耗要求保持动态平衡,系统的各个组成部分通过电气的联系而联结成为一个整体,
系统中任何一个元件发生故障可以瞬间波及全网,从而可能对系统的安全运行带
来负面影响,严重时系统可能失去稳定,由此可造成不可估计的经济损失和社会
影响,因此保证系统运行的安全可靠是电力系统规划和运行的首要任务。
研究电力系统受到扰动后的动态特性可以及时发现系统的薄弱环节,进而采
取各种加强和控制措施,或者从中得到可以避免发生严重后果的运行经验,从而
提高电力系统的安全性。由于安全运行的限制,在研究电力系统在扰动后的行为
时,不能采用直接在实际系统中进行各种试验的方法,通常在模拟系统上来研究
电力系统的动态特性。数字仿真技术的发展为研究系统在各种扰动下的稳定性、
考察各种稳定措施的效果以及稳定控制的性能提供了一个经济、方便的手段。目
前,数字仿真已成为电力系统规划、设计、运行的主要工具,数字仿真结果的准
确度直接影响运行和规划中决策的正确性,是电力系统设计、规划、运行的基础。
电力系统仿真计算与实际情况的吻合程度取决于所采用的模型的准确性,通
过电力工作者的不懈努力,发电机组和输电网络的模型已经相对比较成熟,人们
可以根据所研究问题的需要选择既满足精度要求又尽可能简单的模型,如:IEEE
推荐的发电机典型模型有六种,励磁系统有四种,调速系统有两种等等;与此相
反,各种电力系统计算所采用的负荷模型却仍相当简单,往往只能从基本物理概
念出发采用理想化的模型,如:恒功率模型、恒电流模型、恒阻抗模型,或者三
者的结合。研究标明,负荷模型的过分粗略已成了制约计算精度的关键因素之一。
因负荷模型的不准确而得出的系统分析结果,可能给电力系统的规划、运行带来
不可估量的损失。所以建立负荷实际的动态负荷模型具有十分重要的现实意义。
与发电机建模相比,负荷建模有其特别的困难。高压母线上的综合负荷由众
多动态用电设备和静态用电设备以及输配电网络和并联补偿电容等构成,这些设
备分散在一定的区域内,与高压母线的电气距离各不相同,其特性和运行状态各
异,而且负荷的构成和运行状态随时间气候等因素变化而变换,不同地区的负荷
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