一种考虑负荷低电压释放特性的综合负荷模型的建模方法
【专利摘要】本发明提供一种考虑负荷低电压释放特性的综合负荷模型的建模方法，在现有的考虑配电网络的综合负荷模型中引入负荷开始大量切除时的临界电压、从电压降低到临界电压到负荷开始大量切除的时延、带有低压保护的负荷在总的负荷中的比例等特征参数，用来描述扰动中间负荷低电压释放的特性。该模型克服了传统动态负荷模型无法描述负荷低电压释放特性的缺点,提高了电力系统仿真计算的准确性与可信度。
【专利说明】一种考虑负荷低电压释放特性的综合负荷模型的建模方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建模方法，具体涉及一种考虑负荷低电压释放特性的综合负荷模型建模方法。
【背景技术】
[0002]随着电力系统互联程度的提高，电网在故障下的动态特性变得越来越复杂，为了提高电网的安全性预防大停电事故的发生，在电网规划和运行中往往需要对电网在特定状态下的特性进行全面了解。因为一方面电网自身的要求决定了不可能在实际电网中做实验来研究系统稳定性，另外一方面仿真所针对的运行状态往往是未来的预想情况，实际当中还没有发生，所以也决定了不可能在实际系统中对电网的稳定性进行研究。在这种情况下仿真就成了电网运行、规划、设计必不可少的工具。
[0003]实际电网中多次出现了扰动时发生负荷低电压释放现象。以上海电网为例，1998年6月27日上海蕴藻浜I号主变220闸刀机构箱进水，造成两相短路，此次事故造成的直接停电负荷为200MW，但低电压释放负荷却高达500MW。主要原因是上海电网高压电网两相故障造成的暂态低电压，导致大批感应电动机负荷发生低压脱扣。此外，在东北大扰动的故障录波数据中，也采集到一些变电站的录波数据出现了扰动前后稳态值不一致的情况，也即出现了低电压释放现象。针对实际电网出现扰动时负荷低电压释放现象，现有的负荷模型难以描述，因此深入研究负荷低电压释放特性，构建考虑负荷低电压释放特性的负荷模型，对提高电力系统数字仿真计算准确度具有重要的意义。
[0004]由于电力负荷在表现出低电压释放的特性中，也同时表现出传统感应电动机负荷和静态负荷组成的综合负荷的特点，故在研究负荷的低电压释放建模的过程中，应该以传统负荷模型结构为基础，突出其低电压释放特性。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种考虑负荷低电压释放特性的综合负荷模型的建模方法，在现有的考虑配电网络的综合负荷模型中引入负荷开始大量切除时的临界电压、从电压降低到临界电压到负荷开始大量切除的时延、带有低压保护的负荷在总的负荷中的比例等特征参数，用来描述扰动中间负荷低电压释放的特性。该模型克服了传统动态负荷模型无法描述负荷低电压释放特性的缺点，提高了电力系统仿真计算的准确性与可信度。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0007]本发明提供一种考虑负荷低电压释放特性的综合负荷模型建模方法，所述综合负荷模型包括静态负荷模型和电动机负荷模型；所述方法包括以下步骤:
[0008]步骤1:根据静态负荷低电压释放特性建立静态负荷模型；
[0009]步骤2:根据电动机负荷低电压释放特性建立电动机负荷模型；
[0010]步骤3:确定综合负荷模型输出的有功功率和无功功率。
[0011]所述步骤I中，电网发生故障前和故障后静态负荷尚未发生低电压释放时，静态负荷的有功功率和无功功率分别表示为:
【权利要求】
1.一种考虑负荷低电压释放特性的综合负荷模型建模方法，其特征在于:所述综合负荷模型包括静态负荷模型和电动机负荷模型；所述方法包括以下步骤: 步骤1:根据静态负荷低电压释放特性建立静态负荷模型； 步骤2:根据电动机负荷低电压释放特性建立电动机负荷模型； 步骤3:确定综合负荷模型输出的有功功率和无功功率。
2.根据权利要求1所述的考虑负荷低电压释放特性的综合负荷模型建模方法，其特征在于:所述步骤I中，电网发生故障前和故障后静态负荷尚未发生低电压释放时，静态负荷的有功功率和无功功率分别表示为:
其中，Ps和Qs分别为电网发生故障前和故障后静态负荷尚未发生低电压释放时静态负荷的有功功率和无功功率；?3(1和Qstl分别为稳态时静态负荷的有功功率和无功功率；匕和％分别为静态负荷中的恒定阻抗部分有功功率比例和无功功率比例P1和Q1分别为静态负荷中的恒定电流部分有功功率比例和无功功率比例；PP和Qp分别为静态负荷中的恒定功率部分有功功率比例和无功功率比例为负荷母线实际电压幅值，Vtl为稳态时负荷母线电压幅值； 设故障清除后有m种带有低压保护装置的静态负荷满足低压释放条件，则静态负荷的有功功率PJ和无功功率QJ分别表示为:
其中，ksl、ks2、…、ksm分别为带有第1、2、…、m种低压保护装置的静态负荷在总的静态负荷中的比例。
3.根据权利要求1所述的考虑负荷低电压释放特性的综合负荷模型建模方法，其特征在于:所述步骤2中，电网发生故障前和故障后电动机负荷尚未发生低电压释放时，电动机负荷满足:
其中，E/为电动机d轴瞬变电动势，E/为电动机q轴瞬变电动势；T'为电动机开路暂态时间常数，Ttl为电动机的基准机械转矩;A、B和C为机械转矩系数；X为转子开路电抗，且X = XS+XM，其中Xs为定子电抗，Xm为激磁电抗;X,为转子堵转时的定子等值电抗，且X'=xs+xMxr/(xr+xm)，Xr为转子电抗；ω为转子的角速度；Id为定子电流d轴分量，Iq为定子电流q轴分量，分别表不为:
其中，Rs为定子电阻，Ud为定子端电压d轴分量，Uq为定子端电压q轴分量； 电动机货荷吸收的有功功率Pm和无功功率Qm分别表示为:
设故障清除后有η种带有低压保护装置的电动机负荷满足低压释放条件，则电动机负荷的有功功率P/和无功功率Q/分别表示为:
其中，km1、kmI1、…、kmn为带有第1、I1、…、η种低压保护装置的电动机负荷在总的电动机负荷中的比例。
4.根据权利要求1所述的考虑负荷低电压释放特性的综合负荷模型建模方法，其特征在于:所述步骤3中，综合负荷模型输出的有功功率和无功功率分别表示为:
其中，P和Q分别为综合负荷模型输出的有功功率和无功功率。
【文档编号】H02J3/00GK104201674SQ201410475963
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】王 琦, 汤涌, 易俊, 赵兵, 刘丽平 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院