一种带小水电机组地区电网的负荷模型和建模方法

摘要

本发明涉及一种带小水电机组地区电网的负荷模型和建模方法，提出的负荷模型中考虑了地区小水电、配电网络及感应电动机低电压释放的影响。所提实用建模方法将统计综合法和总体测辨法相结合，即通过统计综合法对负荷节点进行预分类；采用相应类别的典型参数描述等值电动机，采用同调等值方法获取等值发电机参数，减少负荷模型中待辨识参数；利用遗传算法对节点实测数据进行参数辨识，获得模型参数。采用电力系统中已装设的故障录波装置进行数据采集，仅需对节点负荷进行大致分类，改进的负荷模型更接近实际情况，具有投资省、工作量少，模型精度较高，可直接在BPA软件中使用的特点，能应用于一线的生产实践。

主权项

一种带小水电机组地区电网的建模方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)调研节点构成：了解节点下接小水电的情况及节点的主要构成成分；2)节点负荷分类：根据调研成果，将节点先按是否接地方小水电分成两大类，I类负荷不含小水电；II类负荷中含有小水电；再根据变电站下的用电负荷类型再进一步细分，将用电负荷分成四类：小型工业、大型工业、居民用电和居民用电与工业混合用电；3)发电机参数聚合：根据用电负荷分类选择典型电动机参数，采用IEEE的推荐数据，对节点下接发电机进行参数聚合，获得等值发电机参数；聚合采用同调等值方法，对节点g，等值发电机额定容量为所有机组的累加：等值发电机参数用x_G表示，$x_G=\frac{\underset{j\in g}{\Sigma }{S}_j{x}_{\mathrm{Gj}}}{\underset{j\in g}{\Sigma }{S}_j}=\frac{\underset{j\in g}{\Sigma }{S}_j{x}_{\mathrm{Gj}}}{S_G}$再根据公式$\left\{\begin{array}{c}{G}_L=\frac{(P_0+P_{0\mathrm{gen}})(1-K_P)}{{U_0}^2}\\ B_L=\frac{(Q_0+Q_{0\mathrm{gen}}+Q_{C0})(1-K_P)}{{U_0}^2}\end{array}\right.$计算静态负荷参数Y_L＝G_L+jB_L，节点电压有功功率初始值P₀，无功功率初始值Q₀，无功补偿Q_c0，其中K_P为动静比例系数，K_L为初始负荷率系数，P_0gen为等值发电机提供的初始有功功率，Q_0gen为等值发电机提供的初始无功功率；4)从故障录波器获取数据：调取变电站中故障录波器动作后的数据文件；5)数据预处理：故障录波器数据遵循Comtrade标准，将数据存储在cfg文件和dat文件中；对采集到的故障录波器数据，采用自编的程序对数据进行处理，经过数据整合、归一化、滤波和正序提取四个步骤，获得可用于参数辨识的电压、有功功率和无功功率数据；6)参数辨识：采用改进遗传算法进行参数辨识，适应度函数选取均方根误差的倒数，即$\begin{array}{c}\mathrm{Fintness}=\frac{1}{\mathrm{RMSE}}\\ =\frac{1}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}({\left(\frac{P_{\mathrm{id}\_i}-P_{\mathrm{field}\_i}}{P_{\mathrm{field}\_i}}\right)}^2+{\left(\frac{Q_{\mathrm{id}\_i}-Q_{\mathrm{field}\_i}}{Q_{\mathrm{field}\_i}}\right)}^2)/N}}\end{array}$其中，P_{id_i}，Q_{id_i}分别为辨识得到的第i个点的有功功率和无功功率；P_{field_i}，Q_{field_i}为量测到的第i个点的有功功率和无功功率；N为采样点数量；E_p、E_Q分别为有功功率和无功功率误差平方和；7)模型使用：将网架在仿真软件BPA中搭建出来，模拟现场故障，分析各节点功率曲线变化，对所有节点中的广义负荷节点进行仿真。