孙宇[1]2017年在《电网负荷建模技术支持系统》文中研究说明负荷建模作为一个基础性的研究课题,一直以来都受到很多专家学者的广泛关注。多年来随着研究的不断深入,负荷建模工作也取得丰富的研究成果,其中有很多在实际的电网中得到了应用。但在全球能源互联网快速发展及构建坚强智能电网的背景下,现代电力系统对实时在线安全分析的要求越来越高,需要采用先进的技术保证建模的精度和效率。因此,如何科学地建立一个负荷建模系统软件,合理、高效地将负荷建模理论应用于工程实践,方便负荷建模人员开展工作,为电网调度及研究人员提供正确合理的负荷模型,有着重要意义。本文从负荷建模工程实用化研究进展缓慢这一问题入手,对电网负荷建模技术支持系统进行了深入研究。针对目前已有建模系统平台所存在的缺点与不足,开发了一个理论完善、技术先进的电网负荷建模技术支持系统;系统采用神经网络算法及负荷特征提取与分类等建模方法,解决了负荷的分散性和时变性问题,并结合基本的建模方法,建立综合负荷模型。依据系统的总体开发思路和基本设计原则,构建了电网负荷建模技术支持系统的结构体系,并对系统的各个功能模块进行了设计与实现。电网负荷建模技术支持系统采用面向对象的开发技术和模块化的设计思想,以微软提供的Visual Studio 6.0为开发工具,以C++语言作为编程语言,基于MFC框架结构,搭建了系统的前端图形用户界面,以关系型数据库MySQL作为本地数据库服务器,对负荷统计数据和现场实测数据进行集总管理,采用开放数据互连(ODBC)与ADO数据库编程技术实现数据流在系统各个功能模块之间的流动,利用DLL技术完成复杂负荷建模算法。该系统实现了各类负荷建模数据的查看与管理、变电站负荷特性分类与综合、统计综合建模法和总体测辩建模法等基本功能。系统具有基础理论先进、功能完善、自动化程度高、人机界面友好和操作简便等优点,实现了负荷建模理论在实际工程中的应用。
袁辉[2]2000年在《基于综合与分类的负荷模型参数库的实现》文中研究说明本论文针对负荷时变性及基于总体测变法现场实测数据建模给负荷建模工作所带来的模型参数分散性，模型外推、内插性较差等缺点和不足，以及随着现场实测数据的增加给数据的处理和管理工作所带来的不便，在电力负荷动特性综合和负荷模型分类的基础上，通过基于神经网络模式识别的方法，建立负荷模型分类器，借助于该分类器，将实测的负荷数据归入不同的类别之中，以期将已有数据分门别类，建立一个个相应的类别库。在此基础上可以将每一类中的数据通过电力负荷动特性综合的方法建立起一个代表该类别的、参数集中的且外推及内插性能均得到较大改善的综合负荷模型。 首先以考察负荷建模效果好坏直观意义上的曲线拟合程度为依据，初步探索了模型分类的方法。以模型参数之间的距离作为模型分类的指标，并且定义了“错误分类百分比”作为衡量模型结构好坏的尺度。在此基础上为了提高分类精度以及将负荷运行状态与模型分类联系起来，借助人工神经网络解决模糊的、不确定的、非线性的问题的能力，构造了一个BP网络的负荷模型分类器。经过大量实测数据的检验，该分类器能够很好地对已有数据进行分类，并将分类结果存储于相应的类别库中，以便于管理、查阅与综合。
李旭前[3]2007年在《云南电网负荷特性分析与负荷建模研究》文中提出负荷模型在电力系统规划、运行与控制中所起的作用是显著的，其建模工作也早已引起了国内外电力界学者和工程技术人员的广泛重视。负荷模型的过分粗糙已经成为制约电网仿真计算精度的关键因素。因此，建立切合电网实际的准确综合负荷模型，具有重要且迫切的现实工程意义。研究云南电网的负荷特性，不但可以改善云南电网的稳定性、提高云南电网的地区负荷率，而且对于抑制云南电网与南方电网联网后产生的低频振荡，都将具有重要的意义。在云南电网中进行负荷特性分析和建模研究，可以为电网运行人员提供有效依据来调整系统负荷的实际参数、合理安排运行方案以保证系统安全稳定并且提高电网和发电设备利用效率。本文的研究过程和经验以及结论对云南电网仿真计算分析有很大的指导和借鉴意义。本文选择云南电网为主要研究对象，通过深入分析目前在云南电网开展负荷特性分析与负荷建模型研究所存在的几个关键性问题，主要进行了以下工作：(1)对云南电网的电源结构现状及负荷特性现状进行了分析。通过对局部地市州的典型抽样分析及全省负荷特性的整体把握，预测了云南电网负荷特性的未来发展趋势和水平，并对其影响因素进行了探讨。(2)通过采集云南电网各个负荷站点的典型日负荷曲线，在分析各个典型行业用电负荷特点的基础上，分离出负荷站点的分行业用电负荷构成曲线，探讨了利用日负荷曲线对云南电网进行分行业负荷构成分析的方法。(3)阐述了开展负荷特性分类与综合的必要性及可行性，并针对模糊聚类原理及其步骤进行了论述。然后，选取变电站的分行业负荷构成及日负荷率、日最小负荷率为特征向量，并用基于模糊等价关系和模糊C均值算法的两种分类法对变电站综合负荷特性进行了研究。运用上述两种方法对云南省昆明地区的48个110kV变电站进行了有效的分类，并计算了其相应的聚类中心。本研究对于解决负荷建模中负荷特性处理的复杂性与主观性，具有重要的理论和应用价值。(4)对我国各区域电网稳定计算中所采用的负荷模型及参数进行分析，引入模型向量基理论，探讨了在负荷特性分类与综合的基础上构建云南电网负荷模型参数库的方法。在现有条件下用模型向量基建立云南电网仿真所需要的负荷模型参数库是具有一定可操作性的。(5)采用事故仿真的方法研究了在不同的负荷模型及参数下云南电网的暂态稳定性。主要研究了静态负荷模型、感应电动机负荷模型、感应电动机负荷比例等对云南电网暂态稳定的影响。云南电网在稳定计算中是否改用全部静态负荷模型，还需要提供详细的现场实测数据和系统试验数据，进一步进行论证。若要采用静态模型模拟负荷，则应当考虑负荷频率因子的影响。从感应电动机性质来看，IEEE-6型为民用和工业综合感应电动机，其感应电动机参数具有普遍的代表性，也基本适合云南电网以工业和民用为主的负荷类型。
祝晶[4]2006年在《基于统计综合法的负荷建模理论和方法研究》文中研究说明负荷建模是电力系统中公认的世界性难题，长期以来，负荷建模的研究一直滞后于电力工业的发展。本文从模型的辨识原理、模型结构的选择和模型参数的辨识三方面出发，介绍了负荷建模的基本理论知识。着重于对统计综合法负荷建模的理论研究和实际运用。通过湖南电网负荷特性调查，取得了大量的湖南电网的用户、行业和变电站的综合负荷的设备组成及其比例。通过基于现场实测和实验室模拟试验数据经辨识建模，获得典型用电设备的静态幂函数模型参数和动态负荷模型及其参数；结合负荷特性的调查统计资料，采用统计综合法负荷建模的基本方法，利用典型用电设备的静态特征系数，建立了典型行业的静态幂函数模型参数和动态负荷模型及其参数，继而得到全网主要变电站(220KV)的静态和动态负荷模型。参照美国EPRI和IEEE于1987和1988年的研究报告中对典型的用电设备的静态模型参数的总结，建立了一个典型元件负荷特性参数库。 基于对负荷建模问题的深入理解和研究，开发了用于支持负荷建模及负荷特性研究与应用要求的负荷特性数据库系统。该负荷特性数据库不仅具有变电站现场实测负荷特性数据的管理功能，为基于量测的(总体测辨法)负荷建模服务；而且具有负荷特性调查统计数据的分析、处理与管理功能，以满足基于元件的(统计综合法)负荷建模的需要。实际运行表明，该负荷特性数据库具有结构完善，界面友好，操作方便，运行可靠，扩展性好等特点，为电力系统综合负荷建模及其负荷特性研究提供了技术支持。
彭勋[5]2013年在《实际电网负荷建模及综合负荷特性对暂态稳定性影响研究》文中提出作为电力系统分析领域重要的基础工作，电力系统负荷建模近年来在国内外不断有新的研究成果发表。一般来说，负荷建模有三种方法：统计综合法、总体测辨法和故障拟合法。相对来说，前两种方法比较常用。总体测辨法建立在现场实测数据的基础上，设备资金投入多，获取理想的实测数据周期长，使用中有一定的条件限制。统计综合法则不受现场实测数据限制，在电力系统负荷建模中应用较为广泛。然而，传统的统计综合法无法充分考虑负荷的地域分散性和随机时变性特征，存在一定的仿真精度问题。在小水电资源比较丰富的地区，小水电对负荷模型的影响不容忽视。因此，实现综合负荷的在线建模及小水电综合等效建模是一项重要的工作。本文的主要内容是构建实际电网的负荷模型并分析综合负荷特性对电网暂态稳定性的影响。工作重点集中在如下五个方面：首先，针对负荷模型工程应用中存在的地域分散性问题，将基于典型日负荷曲线的在线分类方法应用于负荷特性分类，并从每一类变电站中选取典型变电站作为统计综合法负荷建模的主要对象。其次，采用传统的统计综合法实现行业建模并在此基础上根据典型行业电量统计比例综合得到各典型变电站的负荷模型，针对负荷模型的随机时变性问题，将两种不同的负荷模型参数在线修正方法应用于实际电网负荷建模中，对比分析了两种修正方法的优缺点，并选择了其中相对优良的一种修正方法应用于修正韶关电网的负荷模型参数。再次，充分考虑小水电综合模型对电网暂态稳定的影响，采用容量加权法实现了小水电的综合等效建模，进一步提高了仿真精度。第四，从综合负荷模型参数的仿真应用角度出发，提出了一种负荷模型与BPA暂态稳定仿真程序的接口方法，开发了综合负荷在线建模平台与BPA稳定数据接口管理系统，实现了负荷模型参数在BPA暂态稳定仿真计算中的智能化应用，大大方便了用户构建用于BPA暂态稳定仿真计算的负荷模型以及对该负荷模型参数进行实时修正。第五，将不同的负荷模型应用于实际电网暂态稳定仿真计算，分析综合负荷模型和小水电综合等效模型构成的广义负荷模型对暂态功角稳定、暂态电压稳定以及线路故障极限切除时间的影响，结果表明：使用本文研究得到的广义负荷模型有利于提高电网的暂态稳定性水平，该结论对实际电网的调度运行决策有较大的参考价值。目前，课题组其他成员通过采用VC++编程软件已经将本文采用的建模方法在韶关电网在线负荷建模平台中实现，本文作者实现了该平台与BPA仿真计算软件的接口设计与开发，促进了在线负荷模型在实时仿真计算中的工程化应用。
李元萍[6]2004年在《基于实际电力负荷建模理论与实践的数据库研究和实现》文中研究表明电力综合负荷建模是现代电力系统仿真分析的基础,综合负荷特性数据的管理是电力负荷建模研究中十分重要的部分。本文围绕基于湖南省电网综合负荷的建模与数据库管理平台的实现展开论述,其中以实现数据库及数据库管理平台为重点部分。 首先介绍了电力负荷建模基础理论知识,包括统计综合法、总体测辨法、系统辨识、模糊聚类等理论;然后采用统计综合法与总体测辨法相结合的思路进行负荷建模实践。统计综合法主要用于建立综合负荷的静态模型,以典型用户、典型行业、典型变电站三个层次进行研究,最终得出典型行业和典型变电站的静态负荷模型参数;在典型用户的资料处理方面引进了模糊聚类方法,建模结果说明了该方法的可行性和有效性。总体测辨法主要用于建立综合负荷的动态模型,重点研究感应电动机的数学表达和参数辨识,得到了与传统的“典型参数”不一致的参数辨识结果,对“典型参数”有很好的修正作用。 在负荷建模的研究过程当中,利用采集的大量数据建立数据库并建立数据库管理平台是本文的论述重点。文中采用SQL Server与VB、VC、EXCEL相结合的方式,在统计综合法和总体测辨法建模过程的基础上建立数据库以及数据库管理平台。首先分析统计综合法和总体测辨法所使用到的数据特点与数据流程;在SQL Server中建立数据库并完成数据导入工作;然后采用VB、VC相结合的方式建立数据库管理平台,在此过程中运用了ADO、DLL、EXCEL控件调用等多项先进技术。应特别指出,针对统计综合法的数据库的建立和管理在国内处于领先地位。
李村晓[7]2007年在《电力系统综合负荷模型辨识策略研究及建模平台开发》文中研究指明电力系统综合负荷建模问题是电力系统分析领域的一个基础研究课题,目前,人们逐步认识到电力负荷建模的重要性,国内外掀起了新一轮负荷建模研究和实践的热潮。本文基于某地区电网的实际情况,围绕负荷模型实用化展开研究工作。本文从两个方面重点着手,一是机理动态负荷模型的研究和改进,如何提高其参数精度、辨识效率和参数稳定性是模型实用化的必然要求;二是面向工程的电力系统综合负荷建模平台的开发和改进。感应电动机模型是电力系统暂态稳定仿真计算中应用最广泛的综合负荷模型。本文首先阐述了三阶感应电动机并联恒阻抗模型的数学方程,并在其基础上推导了一阶机械暂态模型和一阶电压暂态模型。通过对机理动态模型的参数辨识方法和分散性问题的分析,建议采用将大范围搜索与局部精细搜索相结合的策略来求解全局优化问题。对实测负荷特性样本的建模表明:三阶感应电动机并联恒阻抗模型能够较好地同时拟合实际负荷的有功和无功动态特性。针对感应电动机模型对综合负荷实测响应的暂态过程表现不充分的问题,本文提出了采用“单点最优辨识策略”,在三阶感应电动机动态模型的基础上,将综合负荷的实测响应与基本感应电动机模型响应在同一时刻点的差值作为内反馈附加到模型输出中,构造了一种基于单点最优辨识的综合负荷广义感应电动机模型。大量实测负荷数据的建模实践表明,该模型描述能力强、模型参数分散性小、辨识效率高,尤其在电压扰动很小时也表现出良好的表达能力,说明模型能够很好地提取综合负荷的本质特征。本文提出的单点最优改进模型是对感应电动机机理模型类的有效拓展,对负荷建模的实用化具有重要的工程意义。负荷建模理论的发展离不开工程实践的支持。本文结合某地区电网的实际研究课题,阐述了电力系统综合负荷建模平台开发的必要性、设计思路、实现技术和功能描述。平台包括基于量测建模、基于元件建模和数据库管理三大模块,采用关系型数据库SQL Server和面向对象的编程语言VC++的开发环境,采用多种组件整合和接口技术,实现基于总体测辨法的负荷建模与分类,基于统计综合法的变电站负荷特性建模与分类,以及负荷特性数据和模型参数管理等三大功能。平台的设计以提高整个工作流程自动化水平和运行效率为原则,以面向工程实用为目的,以期在电力系统负荷建模推向实用化的进程中起到重要作用。
林舜江[8]2006年在《负荷动特性综合方法研究及建模平台的开发》文中研究说明电力系统仿真计算是电力系统规划、运行、控制和决策的基础。然而，系统中的综合负荷，由于具有构成复杂、随机时变、地域分散等特点，其准确的数学模型一直没有建立起来。 本文采用总体测辨法负荷建模方法，首先实现了三阶感应电动机并联恒阻抗、一阶机械暂态感应电动机并联恒阻抗和一阶电压暂态感应电动机并联恒阻抗三种机理式动态负荷模型的参数辨识建模，并通过实际建模实践表明：三阶感应电动机并联恒阻抗模型能够同时很好地拟合实际负荷的有功和无功动态特性，是一个很好的综合负荷模型。 负荷建模的最大困难在于负荷的时变性，近几年的研究表明，负荷动特性的分类与综合是解决负荷时变性问题的有效途径。本文在系统研究负荷动特性综合问题和已有负荷动特性综合方法的基础上，提出了基于实测响应空间的负荷动特性直接综合方法。该方法首先通过求得某类负荷特性中所有实测样本的重心作为该类负荷特性的聚类中心，再通过对聚类中心等效样本进行参数辨识以得到该类负荷特性的综合模型参数。实践表明，该方法得到的某类负荷特性的综合模型参数能够较好的描述该类负荷特性中的所有样本，并且，该方法具有物理意义清晰、计算量小等优点。 负荷建模理论的发展离不开实际工程中建模实践的支持。为利用某个变电站现场采集的负荷特性数据通过总体测辨法建立该变电站的综合负荷模型，本文开发了一个电力系统综合负荷建模软件平台，实现了总体测辨法负荷建模所必须的一系列编程运算以及负荷模型参数的管理等功能。平台的构建运用结构化软件设计思想，各个功能模块相互独立，数据库服务器采用SQL Server 2000开发工具，操作界面采用Visual Basic6.0开发环境，各功能模块则分别采用Visual Basic6.0和Visual C++6.0两种编程语言实现，各组成部分以及各功能模块通过相应接口实现无缝连接，集成为一个开放性的完整的负荷建模体系。整个平台具有功能完善、设计新颖、运行可靠、操作简单、扩展性好等特点，能够方便地建立各个变电站的综合负荷模型。
郑晓雨[9]2011年在《大电网实测负荷模型的实用化研究》文中进行了进一步梳理随着电力系统研究和运行对仿真结果依赖程度的增强,如何提高仿真中各模型及参数的有效性和实用性进而提高整个仿真的科学性和可信度已经成为电力系统研究中的一个重点,而在仿真的基本元件当中负荷是最复杂和难以把握的。虽然在此方面近些年取得了很大的进展,但是纵观全国,各大区电网仿真当中仍然采用基于典型参数的静态或动态负荷模型,实测建模的研究成果没有应用到实际的生产和规划当中。造成这种现象的原因有许多,但其中一点就是实测负荷模型在推广实用化过程中存在的问题至今没有被很好地解决。本论文针对实测负荷模型在大区电网推广实用化过程中存在的问题,从模型自身精度的提高、单点建模中负荷时变性的消除、多点建模中模型的拓展直至大区电网负荷模型库的建立与修改等四个方面循序渐进地对实测负荷模型的实用化进行了深入探讨。首先,本论文通过应用轨迹灵敏度的方法对负荷模型参数辨识范围进行了调整,通过此方法可以在不改变模型结构和参数辨识方法的前提下大幅提高辨识的精度。但是,在负荷建模当中仅仅有好的模型结构和参数辨识算法是不够的,因为负荷具有时变性,这也是负荷建模之所以成为电力系统研究难点的主要原因之一。针对此问题,本论文应用聚类分析的方法对实测建模过程中负荷时变性的消除进行了研究,提出了更为简便实用的负荷分类方法,并通过参数间轨迹灵敏的关系对分类方法进行了验证。经过以上研究就可以建立各个实测点精确实用的负荷模型,但是在实际电网当中不可能为所有负荷点都安装实测装置,通常只能获得少数几个点的实测数据,为此本论文通过应用逐步多元回归法对不同实测数据情况下大区电网负荷模型的拓展进行了研究,并提出了不同数据情况下模型拓展的策略。除此之外,在实际仿真当中为了便于负荷模型的应用,通常需要对区域电网的负荷模型参数进行管理,而且因为负荷规律从长时间跨度上看是变化的,所以负荷的模型参数库不能像发电机等固定元件那样一成不变,需要定期的进行修改,因此本论文在以上研究的基础上提出了大区电网负荷模型库的建立和修改策略,这都为实测负荷模型的实用化提供了借鉴。最后论文针对传统负荷模型无法描述低电压过程中负荷切除现象的事实,探索性的提出了一种新的适用于低电压暂态稳定分析的负荷模型,此模型不仅能够很好地描述负荷的动态特性而且能够表征电压大幅度、长时间跌落过程中的负荷切除现象,这为研究暂态过程中系统电压稳定问题提供了新的描述。综上所述,对大区电网实测负荷模型实用化的探讨有助于提高整个大电网仿真的可信度。本论文遵循模型自身精度提高、单点建模中负荷时变性的消除、多点建模中实测模型的拓展、大区电网负荷模型库的建立和修改这一研究思路对实测负荷模型在大电网推广过程中面临的问题进行了系统地研究,并在最后对一种新型负荷模型的建立进行了探索,以上所作研究不仅提高了实测负荷模型的实用性而且增强了整体仿真的可信度以及由此而得出的结论的科学性。
徐兵[10]2013年在《基于在线数据的负荷建模研究》文中研究表明电力系统数字仿真是电力系统设计、规划、运行的主要工具,仿真结果的准确性对电力系统的安全、可靠、经济运行具有重要的影响,作为数字仿真的基础,负荷模型的准确与否对仿真结果影响很大。然而由于负荷自身的复杂性、分散性和随机性,使得负荷建模研究一直以来都是电力学界的一个难题。本文对负荷建模实用化进程中的若干问题进行了探讨。充分的数据来源是负荷建模的基础,本文比较了负荷建模所需数据的几种获取方式,包括负荷特性测量装置、数据采集与监控系统(SCADA)、广域测量系统(WAMS)、故障录波监测系统(FRMS)等。随着故障录波技术的发展,提出采用广泛普及的故障录波监测装置进行负荷建模研究,不仅投资小而且使大量的故障录波数据得到充分应用,能够有效解决负荷时变性和地域分散性等难题。传统的用于静态负荷建模的统计综合法、稳态试验法限于人力物力难以经常进行,从而无法解决负荷的时变性难题。本文提出采用故障录波器记录的稳态数据进行在线静态负荷建模,得到各个时刻的负荷静态特征系数。结合统计综合法的建模思路,按时间特性进行分类,形成相应各类的负荷模型参数库,然后根据相应的稳态数据采用递推最小二乘法在线修正各模型参数库,得到不同时间尺度下的负荷模型,方便用户根据需要进行选择,能够有效解决负荷时变性难题。采用日照地区夏季典型日的数据进行仿真验证,表明本文所提方法正确有效。动态负荷建模中,针对时变性,研究一直围绕分类与综合的方法展开,然而这种方法没有结合负荷特性从模型应用角度研究分类的效果,给实际应用造成了困难。本文提出采用故障录波器记录的扰动数据进行在线动态负荷建模,采用与在线静态负荷建模相同的建模思路,得到各个时间区间的负荷动态特征参数。在动态负荷模型参数修正时,提出一种基于渐进学习的电力负荷递推修正建模方法,该方法在由历史样本辨识得到的模型参数基础上,每采集一组扰动数据对原模型参数进行在线修正,可只保存修正后的模型参数而无需保存所有历史数据,提高了建模的运行效率。采用PSASP仿真数据进行建模分析,结果表明,该方法正确有效,同时与参数加权平均法和基于标准实测样本聚类中心法进行比较,结果表明该方法实现更为简便,精度更高。分布式发电的接入,给传统的负荷建模研究带来了困难,针对含有分布式电源的广义电力负荷建模,本文采用PSASP仿真软件在EPRI-9节点系统基础上搭建含分布式发电的动态仿真系统。比较当分布式电源容量比例不同时对负荷建模的影响,进而采用异步机并联静态负荷的综合负荷模型来描述含有分布式电源的区域负荷特性,同时在不同的负荷水平下对模型适应性进行检验。仿真结果表明,异步机并联静态负荷的综合负荷模型结构在描述含分布式电源的区域负荷时是正确有效的。
参考文献：
[1]. 电网负荷建模技术支持系统[D]. 孙宇. 山东大学. 2017
[2]. 基于综合与分类的负荷模型参数库的实现[D]. 袁辉. 华北电力大学. 2000
[3]. 云南电网负荷特性分析与负荷建模研究[D]. 李旭前. 昆明理工大学. 2007
[4]. 基于统计综合法的负荷建模理论和方法研究[D]. 祝晶. 湖南大学. 2006
[5]. 实际电网负荷建模及综合负荷特性对暂态稳定性影响研究[D]. 彭勋. 湖南大学. 2013
[6]. 基于实际电力负荷建模理论与实践的数据库研究和实现[D]. 李元萍. 湖南大学. 2004
[7]. 电力系统综合负荷模型辨识策略研究及建模平台开发[D]. 李村晓. 湖南大学. 2007
[8]. 负荷动特性综合方法研究及建模平台的开发[D]. 林舜江. 湖南大学. 2006
[9]. 大电网实测负荷模型的实用化研究[D]. 郑晓雨. 华北电力大学（北京）. 2011
[10]. 基于在线数据的负荷建模研究[D]. 徐兵. 山东大学. 2013
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