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1、分类号 TM7 密级 公开 UDC 621.3 学号 0430601011 硕士学位论文电力负荷建模的在线统计综合方法研究及应用申请学位级别： 硕士 专业名称： 电力系统及其自动化 On-line Component Based Load ModelingWith ApplicationsDissertation Submitted toHoHai UniversityIn fulfillment of the RequirementFor the Degree ofMaster of EngineeringbyCheng Li(College of Electrical Engineerin
2、g)Dissertation Supervisor : Professor Ping JUMarch, 2007 Nanjing, P.R.China摘摘 要要电力负荷是电力系统的重要组成部分，负荷模型已经成为制约电力系统仿真计算结果准确和可信赖程度的关键。传统的统计综合法由于不能在线实时，难以在工程上推广应用，这在一定程度上限制了统计综合法的发展。本文在这个背景下，提出了在线统计综合法。主要研究内容：1提出了在线统计综合法。把所有电器分为两类设备：电动机类负荷和阻抗类负荷；把所有用户分为两类行业：工业负荷和非工业负荷。其基本步骤是：对所有用户分行业分行业典型用户调查建立分行业电动机比例表在线
3、获得负控系统数据在线计算用户功率低压母线综合考虑 110KV线路的折算110KV 母线综合。这种方法不但节省了人力、物力，并且为其实际运行提供了可行性。2电动机比例的调查是建模结果合理与否的关键。阐述了电动机比例在负荷建模中的重要性，负荷调查的方法、过程、以及如何实施，从而为实现调查统计结果的可靠性提供了保证。阐述了调查统计时计算负荷电动机比例，为得出切合实际的电动机比例奠定基础。根据实际情况分析比例表，说明电动机比例的可靠性。3介绍了用户功率与 EMS 相关信息的在线获取，通过传输数据的改变，以决定是否进行比例的调整。结合负控系统传输的用户数据，对比所建立的电动机比例表，求取每个行业每个用户
4、的电动机类负荷和阻抗类负荷的功率。介绍了把加权聚合理论应用于在线统计综合建模中，介绍了单一行业用户的聚合和不同行业的聚合，通过采用已知典型参数对低压母线进行综合建模。通过在福建电网的实施，证明了该方法具有可行性。关键词：关键词：电力系统 负荷建模 在线统计综合法 电动机比例ABSTRACTPower load is the important part of power system .Load modeling has become a crux factor, which is restricted veracity and trustiness of power system simul
5、ation results. Conventional Component-Based Modeling Approach hasnt on-line、real time so it isnt used in project extensively, which limits the development of component Based Load Modeling Approach to some extent. Due to these limitations, the paper presents On-line Component-Based Load Modeling. The
6、 work of this paper as follows:1. The paper presents On-line Component-Based Load Modeling. Load equipments are classified that induction-motor load and impedance load; all users are classified that industry load and other load .Its basic steps are that : users classifiedthe investigation of typical
7、 usersfounds the motor-rate of different tradesgets the data of load control on-linelycounts users power on-linelythe synthesis of low voltage generatrixthe count of 110kvs line consideredthe synthesis of 110kv generatrixs.2. The investigation of motor-rate is the crux factor of load modeling ration
8、ality. The paper expounds that the importance of motor rate in load modeling, the rogatory methods of load , the course , and how to implement. The paper expounds that how to investigate motor-rate for getting reliable motor-rate. 3. The paper introduces that how to get information of users power an
9、d EMS, and to decide to amend the motor-rate by data transmitted. and Combines the data transmitted with motor-rate counts induction-motor power and impedance power of every trades every user, and introduces that aggregation theory is used in on-line Component-Based load modeling, and the aggregatio
10、n of identic trade and the aggregation of different trades by using typical parameters. The method has been successfully applied to Fujian Power Grid, the results show the feasibity of the method.Key words: Power System; Load Modeling; On-line Component Based Load Modeling Approach; Motor Rate目目 录录第
11、一章 绪论 .111引言 .112电力负荷建模的重要意义 .2121 负荷模型对潮流计算的影响 .2122 负荷模型对暂态稳定的影响 .2123 负荷模型对电压稳定的影响 .313 电力负荷建模的总体原则 3131 可用性原则 3132 实用性原则 3133 针对性原则 .314 电力负荷建模的研究现状 4141 负荷模型研究概述 4142 负荷模型参数的获取 .715 本文所做的工作 .8151 传统统计综合法研究中存在的问题 .8152 本文所做的主要工作 .916 本文数据的来源 .9第二章 负荷建模的在线统计综合方法 .1021 传统统计综合方法 10211 传统统计综合法的基本原理
12、.10212 传统统计综合法的优点和缺点 .1222 在线统计综合法 12221 在线统计综合法 12222 在线统计综合法基本思路 .13223 在线统计综合法的基本步骤 1423 本章小结 .16第三章 负荷中感应电动机比例的调查研究及负荷特性分析 .1731 概论 .1732 统计调查方法 .1833 电力负荷调查过程 .1934 电力负荷调查的实施 .2035 具体调查步骤 2036 算例研究及分析 .25361 工业用户 .25362 非工业用户 .28363 电动机比例 .3037 本章小结 .31第四章 低压母线负荷模型的综合 .3241 引言 .3242 用户的电动机类负荷和阻
13、抗类负荷 .3243 用户功率与 EMS 相关信息的在线获取 .3344 权重参与法 3445 低压母线负荷建模 37451 单一行业的聚合 .37452 不同行业的聚合 .3946 负荷建模实例及分析 .40461 电动机比例 .40462 低压母线电动机模型参数 .4147 本章小结 41第五章 结论与展望 .4251 本文的主要研究成果 4252 后期工作展望 .42附 录 一 .44参考文献 .47致谢 .50河海大学硕士学位论文0第一章第一章 绪论绪论1 11 1 引言引言电力系统的特点是电能不能大量的储存，正常运行时电能的生产、传输、消耗要求保持动态平衡，系统的各个组成部分通过电气
14、的联系而联结成为一个整体，系统中任何一个元件发生故障可以瞬间波及全网，从而可能对系统的安全运行带来负面影响，严重时系统可能失去稳定，由此可造成不可估计的经济损失和社会影响，因此保证系统运行的安全可靠是电力系统规划和运行的首要任务。研究电力系统受到扰动后的动态特性可以及时发现系统的薄弱环节，进而采取各种加强和控制措施，或者从中得到可以避免发生严重后果的运行经验，从而提高电力系统的安全性。由于安全运行的限制，在研究电力系统在扰动后的行为时，不能采用直接在实际系统中进行各种试验的方法，通常在模拟系统上来研究电力系统的动态特性。数字仿真技术的发展为研究系统在各种扰动下的稳定性、考察各种稳定措施的效果以
15、及稳定控制的性能提供了一个经济、方便的手段。目前，数字仿真已成为电力系统规划、设计、运行的主要工具，数字仿真结果的准确度直接影响运行和规划中决策的正确性，是电力系统设计、规划、运行的基础。电力系统仿真计算与实际情况的吻合程度取决于所采用的模型的准确性，通过电力工作者的不懈努力，发电机组和输电网络的模型已经相对比较成熟，人们可以根据所研究问题的需要选择既满足精度要求又尽可能简单的模型，如：IEEE推荐的发电机典型模型有六种，励磁系统有四种，调速系统有两种等等；与此相反，各种电力系统计算所采用的负荷模型却仍相当简单，往往只能从基本物理概念出发采用理想化的模型，如：恒功率模型、恒电流模型、恒阻抗模型，或者三者的结合。研究标明，负荷模型的过分粗略已成了制约计算精度的关键因素之一。因负荷模型的不准确而得出的系统分析结果，可能给电力系统的规划、运行带来不可估量的损失。所以建立负荷实际的动态负荷模型具有十分重要的现实意义。与发电机建模相比，负荷建模有其特别的困难。高压母线上的综合负荷由众多动态用电设备和静态用电设备以及输配电网络和并联补偿电容等构成，这些设备分散在一定的区域内，与高压母线的电气距离各不相同，其特性和运行状态各第一章 绪论1异，而且负荷的构成和运行状态随时间气候等因素变化而变换，不同地区的负荷也有很大差异，这些因素使得建模非常困难。上世纪七十年代以来的大
