电力系统负荷模型研究综述

负荷模型研究的主要目的是为电力系统稳定计算提供精确的负荷模型。采用乐观或保守的负荷模型将会对电网安全或经济运行造成不利影响。随着系统规模的不断扩大和新型用电设备不断出现,负荷的动态特性也变得越来越复杂。早期的简单负荷模型已经不能满足当前互联电网稳定计算的需要。综述了负荷模型的发展历史、负荷建模的常用方法、常用负荷模型及对系统稳定的影响,结合最新研究进展,提出了应该建立区域电网负荷模型动态数据库,并指出了下一步需要研究解决的问题。     

负荷建模的基本原则和方法

回顾了国内外电力系统负荷建模技术的发展以及负荷模型对电力系统计算分析的影响。在基于仿真计算和事故校验的电力负荷校核及调整研究、统计综合法负荷模型软件开发、电力系统负荷特性监测与辨识技术研究3个课题的研究成果基础上，提出了电力系统负荷建模的基本原则与方法。     

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。     

新型电力负荷建模研究现状与展望

电力系统的电力电子化成为新型电力系统的重要特征之一,负荷设备电力电子化也成为发展趋势,电解铝、电动汽车等整流类负荷比重越来越高。随着分布式电源大量接入配电网,大电网负荷特征更加复杂,含有分布式电源的特殊负荷模型亟待研究。本文首先对电力系统负荷建模的两种主要方法——统计综合法和总体测辨法进行了阐述;然后,重点对电解铝、电动汽车、含分布式电源的特殊负荷建模的研究现状进行了分析;最后,对新型电力负荷特性和建模方法进行了展望。     

国外电力系统稳定计算使用的负荷模型

对近十年来国外电力行业在负荷模型方面的主要研究成果进行了综述，包括负荷模型分类和建模方法、在电力系统稳定分析中所使用的负荷模型的情况、静态和动态模型的适用性问题以及感应电动机模型和参数的选取等，可为我国电力系统负荷模型的研究提供参考。     

电力系统负荷模型研究综述

负荷模型研究的主要目的是为电力系统稳定计算提供精确的负荷模型.采用乐观或保守的负荷模型将会对电网安全或经济运行造成不利影响.随着系统规模的不断扩大和新型用电设备不断出现,负荷的动态特性也变得越来越复杂.早期的简单负荷模型已经不能满足当前互联电网稳定计算的需要.综述了负荷模型的发展历史、负荷建模的常用方法、常用负荷模型及对系统稳定的影响,结合最新研究进展,提出了应该建立区域电网负荷模型动态数据库,并指出了下一步需要研究解决的问题.     

浅析电力系统负荷对电压稳定性的影响

介绍了负荷的静态模型和动态模型及模型参数的测量方法.定性分析了静态负荷特性与动态负荷特性及负荷建模对电压稳定性的影响.指出在电力系统的电压稳定分析中,发展动态负荷模型是研究电压稳定问题的关键和难点之一.     

混沌神经网络负荷建模的理论研究

负荷建模在电力系统稳定分析中起着十分重要的作用。在现代大电力系统条件下，系统稳定性对负荷建模提出了新的要求。该文介绍了电压稳定分析领域的静态负荷模型和动态负荷模型；在基于对电力系统中混沌现象的研究基础上，分析了传统建模方法的不足之处；阐述了将混沌理论引入神经网络算法后算法的特点并将其应用到负荷建模的研究中，建立了利用混沌神经网络理论进行负荷建模的研究中，建立了利用混沌神经网络理论进行负荷模型参数辨识的数学模型和算法，给出了利用该算法进行参数辨识的步骤。分析表明，混沌神经网络逄法可以大幅提高负荷建模的准确度。     

感应电动机负荷的动态特性分析

正确认识电力系统动态负荷的物理机理特性是对电力系统综合负荷特性进行准确建模的关键。该文首先通过对电力系统负荷中主要动态负荷元件——感应电动机的机理特性的深入分析和仿真计算,指出能描述感应电动机动态响应特性的性能指标和参数。然后基于感应电动机的特征值分析,定义电动机机械特征模式的衰减率,提出一种根据转子绕组特征模式阻尼比和机械特征模式衰减率比较不同电动机负荷稳定性能的有效方法。这些结论的提出对准确把握电力系统所有负荷的整体动态特性,以及对其进行综合负荷建模都有着重要的意义。     

负荷建模技术的研究现状与未来发展方向

分析了负荷模型对电力系统计算结果的影响，对国内外负荷模型的研究动态进行了综述。详细介绍了目前用于电力系统负荷建模的2个主要方法——统计综合法和总体测辨法，分析了其特点并总结了其应用情况。最后结合最新研究进展指出了下一步需要研究解决的问题。     

电力系统电压稳定分析和动态负荷建模

对电压稳定与负荷动态的关系进行了分析,强调了负荷动态在电压稳定问题中的重 要作用,指出建立恰当的负荷模型是电压稳定分析走向成熟的关键。对电压稳定负荷建模研 究现状进行了总结与评述,并对电压稳定负荷建模研究中的无功平衡、状态变量的选取、OL TC和用电设备动态的关系、慢动态与快动态的描述、新型无功功率补偿和其他电力电子装置 对负荷建模的影响及负荷动态的平衡关系等几个关键问题进行了讨论。     

考虑可控负荷的多区域电力系统分布式模型预测负荷频率控制

由于同步发电机的惯性较大,导致传统的集中式负荷频率控制模式反应不够迅速,而用户侧具有快速响应能力的可控负荷资源为系统的频率调节提供了新机遇。研究了考虑用户侧可控负荷资源主动参与系统频率调节的多区域互联电力系统分布式模型预测负荷频率控制问题。通过建立的含可控负荷的多区域互联电力系统负荷频率响应模型及自动发电控制模型,基于连续时域交替方向乘子法和分布式模型预测控制方法,提出了一种用户侧可控负荷资源主动参与的多区域互联电力系统分布式模型预测最优负荷频率控制模型。基于修改的IEEE39节点三区域互联电力系统进行仿真验证,结果表明所提考虑可控负荷的分布式模型预测控制策略可显著减少系统恢复至稳态所需的时间。分布式控制策略的控制自由度更高,增强了系统的可控性。     

基于广域测量系统的电力系统综合区域负荷模型

负荷作为电力系统的一个重要组成部分,其模型的精确程度将在很大程度上影响分析的结果.采用电力系统同步数据对电力系统负荷区域进行建模、网络化简和负荷模型辨识,提出了基于电力系统广域测量系统的综合区域负荷模型的概念,分析了该模型的参数可辨识性.确定了综合区域负荷的网络模型,为区域负荷的建模提供了依据.以一个简单电力系统为例进行仿真计算,结果证明了该负荷建模方法的有效性.     

混沌神经网络理论在负荷建模中的应用

针对现代电力系统条件下系统稳定性对负荷建模的新要求,分析了电力系统中的混沌现象和传统建模方法的不足,将混沌神经网络理论引入到负荷建模的研究中,提出了利用混沌神经网络理论进行负荷模型参数辨识的数学模型和算法。     

负荷非线性变结构特性及其建模研究

当电力负荷面临较大跨度的电压、频率扰动时,其非线性变结构特征表现相当明显,尤其是在电力系统中长期动态过程中。针对现有的单一结构负荷模型已无法准确描述电力负荷的非线性变结构特性的问题,首先通过对现有的静态模型进行分析,引入分段建模的思想,提出了一种新的变结构的静态模型;然后采用自适应神经模糊推理系统建立全局动态变结构负荷模型,描述电力负荷的非线性变结构特性。仿真数据建模实例验证了该方法的有效性和可行性。全局变结构负荷模型的提出为电力系统中长期动态负荷建模提出了一条新的思路,可以较大程度地提高电力系统中长期动态仿真的准确度。     

基于暂态录波数据的负荷建模方法研究

文章提出了一种基于暂态录波数据的负荷建模方法,首先导入故障录波器录到的录波文件,分析录波文件的数据有效性,然后对有效的录波文件进行负荷建模,辨识负荷模型参数。负荷建模系统能够对五种负荷模型进行参数辨识,得到最优负荷模型,并通过动模实验验证了负荷建模方法的正确性。最后简单的介绍了负荷建模软件,软件采用QT编程,功能完善,包括基本信息配置、模型辨识、曲线拟合、模型验证和数据导出等功能,并提供与电力系统仿真软件BPA的数据接口。     

电网实测负荷建模在德阳五里堆的应用

由于电力负荷具有的时变性、随机性、多样性等特点,使得负荷模型建模成为电力系统几个最困难的研究领域之一,四川电网在2009年开展了负荷建模的理论与实践工作。介绍了德阳五里堆站动态负荷建模平台,应用该平台的测量数据对德阳站进行综合负荷模型辨识,所辨识的实测参数与常规参数进行对比,说明实测负荷模型的精度比典型负荷模型的精度高。     

分布式发电规划的负荷模型研究

分布式发电大规模接入配电网,是当前电力系统面临的挑战之一.虽然学术界广泛认同分布式发电具有降低系统网损的的潜力,但是如果计算过程中负荷建模不当,很可能会影响分布式发电规划的准确性.研究配电网负荷模型对分布式发电规划的影响,采用综合电力负荷模型将配电网负荷分为居民用电、工业用电和商业用电,对比分析了不同负荷模型对含分布式发电的配电网损的影响.对一38节点配电系统进行分析,计算不同分布式发电接入方案以及采用不同负荷模型时系统的网损.算例的仿真结果表明,负荷模型的选取对分布式发电的规划具有重要影响.     

计及电动汽车充放电静态频率特性的负荷频率控制

目前对电动汽车参与电力系统调频的研究,主要集中在电动汽车作为分布式电源参与系统调频,而对电动汽车作为可控负荷参与系统调频的研究较少。但是,电动汽车作为分布式电源和可控负荷对其参与系统调频具有同等重要的作用。基于此,文中计及了电动汽车的充放电静态频率特性模型,在电力系统负荷扰动发生时,实现了对电动汽车充放电的协调控制,使其在分布式电源和可控负荷两个角色间合理转换。在此基础上,建立了计及电动汽车充放电的单区域系统负荷频率控制模型,并将该模型扩展为两区域互联系统。在MATLAB/Simulink中建模并进行仿真分析。算例结果表明,电动汽车作为分布式电源和可控负荷参与系统调频,不仅可以使系统频率调整速度更快,有效减小系统频率偏差,而且能减小传统调频机组的备用容量。     

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。