电力负荷建模及其应用研究分析

《电力负荷建模及其应用研究分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、...页眉电力负荷建模及其应用的研究1绪论1.1电力负荷建模的重要意义1.1.1电力负荷模型在电力系统规划和运行控制中的重要意义在研究运行中的电力系统行为时，由于安全运行的限制以及运行状态控制的困难等原因，采用直接在实际系统上进行各种实验的方法通常是不可行的。对于规划中的系统，因为系统并没有真正建立起来，也不可能依靠在实际系统上进行实验来预测系统的特性和寻求改进系统性能的途径。在这种情况下，数字仿真以其经济、方便等优点，为系统的研究、分析、决策、设计等提供了一种先进的手段。电力系统各元件的数学模型及由其构成的全系统数学模型是数字仿真的基础，其准确与否直接影响着仿真的结果和以仿

2、真结果为基础的决策方案，进而关系到决策方案实施所产生的经济效益和社会效益。长期以来，人们对于电力系统四大模型中的发电机、调速系统、励磁系统在行为机理和现场实测方面进行了深入研究，提出了适应不同仿真精度要求的数学模型。而对于作为电力系统中重要元件之一的负荷模型，研究力度历来是不够的，在目前电力系统仿真计算中，使用的负荷模型也是比较粗糙的。这种粗糙的负荷模型与精确的发电机、调速系统、励磁系统很不协调。从总体上讲，负荷模型的精确度成为了整个电力系统仿真计算中提高精度的瓶颈，使得其它元件模型的精确性难以发挥其应有的作用，从而降低了系统仿真分析的可信程度，并且会造成过于悲观或乐观的分析

3、结果，给电力的生产与发展带来巨大的损失。比如，若负荷模型不准确导致乐观的分析结果，则在规划设计方面将会导致系统结构、反事故措施方面投入资金不足，从而产生不合理的系统规划方案，给以后的系统运行造成不便，带来许多运行限制，在运行方面将导致系统运行于危险的临界状态或疏于防范而造成事故:若负荷特性描述的不准确而产生悲观的分析结果，则在规划设计方面将会因不必要的加强系统结构和反事故措施而投入过多的资金，造成浪费，在运行方面采取过分保守的策略而限制了功率传输的极限，使设备得不到充分的利用。但是由于负荷本身的特殊性，建立精确的负荷模型存在相当的困难。随着电力系统分析不断向广度和深度发展，负

4、荷模型越来越显得重要。因此，为了使系统分析结果更加可信，使分析真正起到定量的作用，为电力系统规划、运行和控制提供准确的依据，有必要建立切合实际的负荷模型。1.1.2电力负荷模型对电力系统仿真计算结果的影响大量的仿真计算表明:负荷模型的变化对系统暂态稳定、电压稳定以及潮流计算的结果具有不同程度的影响，在临界情况下，将发生质的变化。1.1.2.1负荷模型对潮流计算的影响当电网运....页脚...页眉行条件好时，节点电压幅值在额定值附近，采用恒功率负荷模型的潮流计算并不存在收敛问题。但对于运行恶化的系统，如故障后断开线路或切除发电机，系统中相应节点电压偏离额定值较远，采用恒功率的负

5、荷模型计算潮流时就存在潮流收敛问题，此时若采用考虑实际负荷功率随电压变化的负荷模型时(例如，幂函数等模型)，潮流计算的收敛性便可以得到改善DI。工业界就很不理解学术界怎么会有潮流收敛性这样的问题:一个电网一旦运行，就有潮流。实际上，采用恒功率的负荷模型的潮流不收敛，关键问题在于该潮流负荷模型没有真实地反映实际的物理过程(实际负荷在电压降低时，负荷所吸收的有功无功都将减少)，这样实际潮流存在而潮流计算却不收敛便很好理解了:实际潮流收敛在降低的负荷有功、无功上。采用恰当的负荷模型能改善潮流的收敛性及计算精度。1.1.2.2负荷模型对暂态稳定的影响负荷模型对暂态稳定的影响是通过负荷

6、功率随电压、频率的变化影响作用在各发电机上的电磁功率，进而影响对各发电机起加速或减速的剩余转矩。同其他的系统元件模型不同，一个负荷模型我们不能一概而论采用它会得到保守的或乐观的结果，必须根据相应的场景来确定[Z-71挪威和瑞典的研究表明(s1当降低地区负荷对电压的灵敏度时，如果该地区在送端，则联络线的传输功率极限将提高;反之，若该地区在受端，则联络线的传输功率极限将降低。另外仿真实例表明，对于电压、频率变化幅度很大的暂态过程，采用一般的适用于电压变化幅度不大的静态负荷模型是不合适的。例如，文献〔9]在研究加拿大安大略西北部一个局部系统从互联大系统解列后的动态行为时，发现采用静

7、态负荷模型和采用动态模型的计算结果相去甚远，所以该文献特别强调在较大电压、频率波动的暂态稳定计算时采用动态模型的必要性。CIGRE的TaskForce38.02.05报告给出了FGO电网中在三个不同的母线采用不同的负荷模型得到的不同的故障临界切除时间，结果表明负荷模型对系统暂态稳定影响较大101。另外文献[11]也特别强调，当结果对负荷模型的灵敏度较高时，应当采用动态负荷模型(其推荐感应电动机模型)。需要指出的是，在评价负荷模型对暂态稳定的影响时应着重注意模型对诸如最大传输功率、极限切除时间等稳定极限的