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[0119]表 2
[012。 其中，Tj表示马达惯性时间常数、Rs表示马达定子电阻、Xs表示马达定子电抗、Xm表示马达激磁电抗、化表示马达转子电阻、Xr表示马达转子电抗，R*表示配网支路电阻，X* 表示配网支路电抗、ZP%表示静态有功负荷构成中的恒阻抗成分、ZQ%表示静态无功负荷 构成中的恒阻抗成分、IP%表示静态有功负荷构成中的恒电流成分、IQ%表示静态无功负 荷构成中的恒电流成分、PP%表示静态有功负荷构成中的恒功率成分、PQ%表示静态无功 负荷构成中的恒功率抗成分。W下同，电动机负载率为40%。
[0122] 为验证本发明所提出的电动机负荷模型的构建方法的有效性，用城西220kV变电 站当前采用的负荷模型参数、采用本方法生成的负荷模型参数和原系统（包括韩城变负荷 区的110kV、35kV配电网络、无功补偿及110kV、35kV、10kV、6kV负荷节点的系统，如图2所 示）进行仿真对比，验证验证本发明所提出的电动机负荷模型的构建方法的有效性。
[0123] 如图4, 一台发电机组通过双回线路向城西变和Bus4供电，城西变的有功负荷为 167MW，Bus4的有功负荷为40MW。
[0124] 仿真条件：在仿真系统运行0. 1秒时，Bus4节点增加40丽有功负荷。
[0125]分别将图3所示的城西220kV变电站IlOkV及其W下的系统、等值SLM模型和华 东现有负荷模型接于图4所示的负荷母线上进行仿真，得到系统的频率变化曲线和城西 220kV负荷节点有功功率曲线如图5和图6所示。对比分析频率变化曲线和有功功率曲线， 可W看到采用SLM模型与详细系统的仿真曲线的拟合效果明显好于采用现有负荷模型参 数。因此与当前的负荷模型参数相比，采用本方法能够更好地描述电动机频率特性，使故障 后仿真计算中的系统特性更逼近真实的系统行为，提高了仿真计算分析的可信度，为电力 系统制订科学的运行、控制方案提供了保障。
[0126] 最后应当说明的是：W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非对其限制，所 属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可W对本发明的【具体实施方式】进行修改或者 等同替换，运些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发 明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，其特征在于：所述方法包括以下步 骤： 步骤1 :获取负荷元件的频率特性曲线； 步骤2 :计算负荷元件的有功功率一频率特性系数和无功功率一频率特性系数； 步骤3 :将负荷元件按负荷特性分为静态负荷和动态负荷； 步骤4 :计算静态负荷的有功功率一频率特性系数和无功功率一频率特性系数； 步骤5 :计算负荷节点的有功功率一频率特性系数和无功功率一频率特性系数； 步骤6 :确定负荷节点的异步电动机机械转矩系数。2. 根据权利要求1所述的考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，其特征在于：所述 步骤1中，通过实际等值系统获取负荷元件的频率特性曲线； 所述实际等值系统包括无穷大等值交流系统、等值发电机、降压变压器、配电变压器、 线路、220kV母线、IlOkV母线、10. 5kV母线、断路器和负荷元件； 所述无穷大等值交流系统和等值发电机通过线路与220kV母线连接，降压变压器的高 压侧连接220kV母线，其低压侧连接I IOkV母线；I IOkV母线通过断路器连接配电变压器的 高压侧，配电变压器的低压侧10. 5kV母线连接负荷元件。3. 根据权利要求1所述的考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，其特征在于：所述 步骤2中，通过曲线拟合法确定负荷元件的有功功率一频率特性系数P fl和无功功率一频率 特性系数Qfl。4. 根据权利要求3所述的考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，其特征在于：所述 负荷模型表示为：其中，P表示负荷节点的有功功率，匕表示负荷节点有功负荷初值，P 2表示恒定阻抗有 功负荷比例，？:表示恒定电流有功负荷比例，P P表示恒定功率有功负荷比例；Q表示负荷节 点的无功功率，(^表示负荷节点无功负荷初值，Q 2表示恒定阻抗无功负荷比例，Q :表示恒定 电流无功负荷比例，Qp表示恒定功率无功负荷比例；V表示负荷节点的实际电压，V。表示负 荷节点的电压初值，A f表示电力系统的频率变化量； 维持负荷节点的实际电压V为V。不变时，令中间量中间量I于是式（1)可写为：由式（2)可得负荷元件的有功功率一频率特性系数Pfl和无功功率一频率特性系数 Qfl，有：5. 根据权利要求1所述的考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，其特征在于：所述 步骤3中，动态负荷为电动机负荷，动态负荷包括空调、冰箱和洗衣机； 所述静态负荷为除电动机负荷外的其他负荷，动态负荷包括白炽灯、热水器和电视。6. 根据权利要求1所述的考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，其特征在于：所述 步骤4中，计算静态负荷的有功功率一频率特性系数L dp和无功功率一频率特性系数L D(j包 括： 设队表示设备类型i的有功功率占负荷节点有功功率的百分比，且i = 1，. . .，k，k为 负荷节点中包含的设备类型个数，Nsl为设备类型i中静态负荷的有功百分比，P。表示负荷 节点的有功负荷初值，则设备类型i中静态负荷的有功功率P si为： Psi=N1XNsiXP0 (4) 于是静态负荷的综合有功功率Psa为负荷模型中各个设备类型的静态负荷有功功率之 和，即：于是静态负荷的有功功率一频率特性系数Ldp和无功功率一频率特性系数L D(j分别表示 为：I 其中，Pfi表示负荷元件的有功功率一频率特性系数，Q fi表示负荷元件的无功功率一频 率特性系数Pfl。7. 根据权利要求6所述的考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，其特征在于：所述 步骤5中，计算负荷节点的有功功率一频率特性系数和无功功率一频率特性系数包括： 设备类型i的有功功率P1表示为： P1= N1XP0 (8) 根据式（7)有：其中，Pf表示负荷节点的有功功率一频率特性系数，Qf表示负荷节点的无功功率一频 率特性系数。8.根据权利要求6所述的考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，其特征在于：所述 步骤6中，根据故障拟合法确定负荷节点的异步电动机机械转矩系数，包括： 步骤6-1 :确定事故时电力系统的运行方式，并确定事故模拟方式； 步骤6-2 :给定电动机的机械转矩系数A、B、C ; 步骤6-3 :采用电力系统仿真软件PSD-BPA或PSD-PSASP进行模拟计算； 步骤6-4 :根据电力系统的频率变化量和负荷节点的有功功率变化量计算电力系统频 率变化引起的负荷节点有功功率变化百分数Kpf，有：其中，Af表示电力系统的频率变化量，且Af =匕-心，匕表示事故后电力系统频率恢 复到稳定时频率，f。表示事故开始时电力系统的频率； A P表示负荷节点的有功功率变化量，且△ P = P1-Pid, ?1表示事故后电力系统频率恢复 到稳定时负荷节点的有功功率； 步骤6-5 :比较Kpf与负荷节点的有功功率一频率特性系数P f，若|Kpf-Pf|大于0.001， 则需调整A、B、C，返回步骤6-3 ;否则表明给定的电动机的机械转矩系数A、B、C即为电动机 负荷模型的频率参数。
【专利摘要】本发明提一种考虑负荷频率特性的负荷模型构建方法，包括以下步骤：获取负荷元件的频率特性曲线；计算负荷元件的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数；将负荷元件按负荷特性分为静态负荷和动态负荷；计算静态负荷的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数；计算负荷节点的有功功率－频率特性系数和无功功率－频率特性系数；确定负荷节点的异步电动机机械转矩系数。本发明克服了传统负荷模型无法准确描述负荷频率特性的缺点，提高了电力系统仿真计算的可信度，为电力系统的科学规划和安全稳定运行提供了有力保障。
【IPC分类】G06F17/50, H02J3/00
【公开号】CN105429131
【申请号】CN201510889155
【发明人】王 琦, 赵兵, 汤涌, 易俊, 刘丽平, 王建明, 张健, 郭强, 卜广全, 杨钊
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月7日