一种基于统计综合法和故障拟合法的负荷模型构建方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统仿真技术，具体涉及一种基于统计综合法和故障拟合法的负 荷模型构建方法。
【背景技术】
[0002] 目前，国内外尚不存在有严格理论依据的电力系统负荷建模方法，在实际生产运 行中，工作人员仅能采用纯静态负荷模型或静态负荷与电动机负荷相结合的模型，难以准 确模拟负荷的动态过程，致使电力系统仿真、稳定分析与判别的精度不足，美国WECC于2012 年新采用的负荷模型过于复杂，影响计算效率及实用性。此外，基于辨识理论的参数辨识负 荷建模方法和基于调查统计的加权等值负荷建模法也是研究较多的方法，但参数辨识法的 问题在于模型参数物理意义不明确，且生成的负荷模型原则上只能对应于被辨识的实测样 本，将之应用于暂态稳定计算是电网仿真计算的主要内容之一，通过暂态稳定计算可以了 解线路的极限传输功率和故障的极限切除时间，并以此来指导电网的运行与规划，而作为 仿真主要的模型之一，负荷模型对仿真结果影响重大。考虑负荷低电压多级释放特性的特 征参数中低电压释放的动作电压和平均延迟时间常数是由低压脱扣开关定值确定的，可以 通过采用单个设备类型中静态负荷有功功率相对于节点总静态负荷有功功率的标么值为 加权因子对负荷模型的静态负荷低电压释放动作电压、低电压释放平均延迟时间常数进行 聚合计算得到，而负荷低电压多级释放比例由于发生扰动事故后各负荷站的实测数据难以 收集齐全，难以通过统计获得。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于统计综合法和故障拟合法的 负荷模型构建方法，实现较准确地模拟负荷的低电压多级释放特性，提高电力系统仿真计 算的可信度。
[0004] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0005] 本发明提供一种基于统计综合法和故障拟合法的负荷模型构建方法，所述方法包 括以下步骤：
[0006] 步骤1:构建考虑负荷低电压多级释放特性的负荷模型；
[0007] 步骤2:划分低电压脱扣开关的动作级别；
[0008] 步骤3:确定每级低电压释放动作电压和平均延迟时间常数；
[0009] 步骤4:确定每级低电压释放负荷比例系数。
[0010] 所述步骤1中，在SLM负荷模型的基础上，引入用于表征负荷低电压多级释放特性 的负荷低电压多级释放特征参数，基于负荷低电压脱扣反时限特性构建考虑负荷低电压多 级释放特性的负荷模型。
[0011] 所述步骤2中，根据低电压脱扣开关的动作电压U。将低电压脱扣开关的动作级别 划分为以下三类：
[0012] 1)当1]。<0.61]"时，低电压脱扣开关的动作级别为第一级；
[0013] 2)当0.61^1]。<0.751]"时，低电压脱扣开关的动作级别为第二级；
[0014] 3)当0.75Un<Uc时，低电压脱扣开关的动作级别为第三级；
[0015] 其中，Un表示低电压脱扣开关的额定电压。
[0016] 所述步骤3中，基于统计综合法确定每级低电压释放动作电压和平均延迟时间常 数。
[0017] 所述步骤3包括：
[0018] 设η为220kV负荷站点中包含的10kV/6kV馈线出线数，PiQ为第i条10kV/6kV馈线的 负荷初始有功功率，i = 1，2，…，η;采用单条10kV/6kV馈线的负荷初始有功功率PiQ相对于 η 220kV负荷站点中总负荷有功功率的标么值为加权因子对每级低电压释放动作电压 /-I uCJ以及每级低电压释放平均延迟时间常数Tq进行综合，有：
[0019]
[0020]
[0021]其中，Uc^和分别表示第i条10kV/6kV馈线上低电压脱扣开关的第j级低电压释 放动作电压和低电压释放延迟时间常数，j = 1，2，3。
[0022]所述步骤4中，根据故障拟合法确定每级低电压释放负荷比例系数。
[0023]设电力系统共发生3次事故，kcl表示第1级低电压释放负荷比例系数，kc2表示第2 级低电压释放负荷比例系数，kc3表示第3级低电压释放负荷比例系数，所述步骤4包括：
[0024] 步骤4_1:设定~^c3： ~ 1°^ *其中，Piossi表不电力系统发生第1次事故时损 失的负荷量，Psl表示电力系统发生第1次事故前的总有功负荷；
[0025] 步骤4-2:确定电力系统发生第1次事故时的运行方式和相应的事故模拟方式； [0026]步骤4-3:进行电力系统发生第1次事故后的仿真计算；
[0027] 步骤4-4:对比仿真计算得到的低电压释放负荷功率与实际测量得到的第1次事故 后低电压释放负荷总数是否一致，如果不一致，则调整1^、1^ 2、1^3，并返回步骤4-3，如果一 致则执行步骤4-5;
[0028] 步骤4-5:确定电力系统发生第2次事故时的运行方式和相应的事故模拟方式； [0029]步骤4-6:进行电力系统发生第2次事故后的仿真计算；
[0030]步骤4-7:对比仿真计算得到的低电压释放负荷功率与实际测量得到的第2次事故 后低电压释放负荷总数是否一致，如果不一致，则调整1^、1^2、1^3，并返回步骤4-3，如果一 致则执行步骤4-8;
[0031 ]步骤4-9:确定电力系统发生第3次事故时的运行方式和相应的事故模拟方式；
[0032] 步骤4-10:进行电力系统发生第3次事故后的仿真计算；
[0033] 步骤4-11:对比仿真计算得到的低电压释放负荷功率与实际测量得到的第3次事 故后低电压释放负荷总数是否一致，如果不一致，则调整1^、1 2、13，并返回步骤4-3，如果 一至女贝>J输出kcl、kc2、kc3。
[0034] 与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
[0035] 1)针对有些电网用户侧负荷低电压释放数据难以收集齐全，本发明首先构建考虑 负荷低电压多级释放特性的负荷模型，然后给欠电压脱扣开关划分动作级别，最后基于统 计综合法确定负荷低电压多级释放模型中每级低电压释放的动作电压和平均延迟时间常 数，并基于故障拟合法确定负荷低电压多级释放模型中每级低电压释放的比例系数；
[0036] 2)基于扰动事故后电网损失的实际负荷量所占百分比，通过事故方式仿真计算低 电压多级释放负荷比例系数，并通过不同扰动事故迭代修正三个系数，使得仿真计算负荷 损失量与实际之间的误差最小，提高了电力系统仿真计算的可信度。
【附图说明】
[0037] 图1是本发明实施例中基于统计综合法和故障拟合法的负荷模型构建方法流程 图；
[0038] 图2是本发明实施例中考虑负荷低电压多级释放特性的负荷模型结构图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0040]本发明提供一种基于统计综合法和故障拟合法的负荷模型构建方法，如图1，所述 方法包括以下步骤：
[0041 ]步骤1:构建考虑负荷低电压多级释放特性的负荷模型；
[0042] 步骤2:划分低电压脱扣开关的动作级别；
[0043] 步骤3:确定每级低电压释放动作电压和平均延迟时间常数；
[0044] 步骤4:确定每级低电压释放负荷比例系数。
[0045] 所述步骤1中，如图2,在SLM负荷模型（即考虑配电网络的综合负荷模型， synthesis load model)的基础上，引入用于表征负荷低电压多级释放特性的负荷低电压 多级释放特征参数，基于负荷低电压脱扣反时限特性构建考虑负荷低电压多级释放特性的 负荷模型。其中，U cl为第1级负荷低压释放动作电压、Tcl为第1级负荷低电压释放平均延迟 时间常数、Ku为第1级负荷低电压释放负荷比例系数;1]。 2为第2级负荷低压释放动作电压、 Tc2为第2级负荷低电压释放平均延迟时间常数、1(。2为第2级负荷低电压释放负荷比例系数； Uc3为第3级负荷低压释放动作电压、Tc3为第3级负荷低电压释放平均延迟时间常数、K c3为第 3级负荷低电压释放负荷比例系数。
[0046] 所述步骤2中，根据低电压脱扣开关的动作电压U。将低电压脱扣开关的动作级别 划分为以下三类：
[0047] 1)当1]。<0.61]"时，低电压脱扣开关的动作级别为第一级；
[0048] 2)当0.6Un < Uc<0.75UJ寸，低电压脱扣开关的动作级别为第二级；
[0049] 3)当0.75Un < Uc时，低电压脱扣开关的动作级别为第三级；
[0050] 其中，Un表示低电压脱扣开关的额定电压。
[0051] 所述步骤3中，基于统计综合法确定每级低电压释放动作电压和平均延迟时间常 数。
[0052] 所述步