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1、xx学院毕业设计(论文)开题报告题目：基于感应电动机的负荷模型参数辨识研究 课 题 类 别： 设 计 学 生 姓 名：学 号：班 级：专业（全称）：指 导 教 师：2010年 4月一、本课题设计（研究）的目的：(1) 了解电力系统负荷建模重要性的基础上， 掌握电力负荷模型的基本概念及分类，重点掌握静态负荷模型、动态负荷模型并建立综合负荷的概念。(2) 了解电力系统负荷建模的方法及研究现状的基础上，重点研究动态负荷模型中的感应电动机模型。(3) 掌握感应电动机模型的结构特点及待辨识参数的物理意义。(4) 理解感应电动机负荷模型参数辨识实现过程，通过感应电动机的三种综合负荷模型对样本进行参数辨识，
2、以比较和分析这三种模型对实际综合负荷的描述效果。二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：随着我国主要电网互联进程的推进，电网的复杂程度愈来愈高，其动态稳定性及电压稳定性问题愈来愈突出，负荷模型对系统计算结果的影响已变得不容忽视。在东北华北交流联网系统稳定性分析和东北华北联网工程调试等工程项目的研究中，采用的负荷模型和参数严重地影响了系统稳定性计算结果的可信度，给决策方案的取舍带来了一定困难。为了解决这一问题，必须探索适用于我国现阶段大规模互联电网的负荷模型和建模方法。由于电力系统数字仿真已被广泛应用于电力系统的规划、设计、运行和研究等领域，数字仿真结果常常被作为相关决策的依据，因此仿真的准
3、确度愈来愈受到重视。随着研究的深入，最后将负荷模型从恒电流模型改成电动机加上某种静态负荷的模型后，仿真结果才与现场记录相一致，这充分说明目前用于电力系统动态仿真模型或参数改进而建立和使用基于实测数据的负荷模型具有十分重要的现实意义。 目前，负荷建模方法可归纳为两类，即统计综合法和总体测辨法。在过去的 20 年中，对于采用上述两种方法进行负荷建模的研究已取得了许多成果。由于电网运行水平越来越接近于极限以及大量电力电子设备的涌现，导致了20世纪7080年代建立的负荷模型已不适用于电力系统动态仿真。因此，电力系统负荷建模被列为重大研究课题之一，旨在建立更为精确的负荷模型以满足电力系统动态在线安全稳定
4、评估的需要。综观国内外近30多年来的研究成果，负荷建模工作主要集中在如下几个方面：一是负荷模型结构的研究主要提出的模型分为静态和动态负荷模型两类，静态负荷模型结构主要为幂函数和多项式负荷模型，具体有恒功率、恒阻抗、恒电流负荷模型及其综合的ZIP模型以及发展的任意多项式模型、幂函数模型；动态模型分为机理和非机理模型，机理模型又名感应电动机模型，由于感应电动机在电力系统负荷中占有比例较大，对系统运行与控制有很大影响，更是主要的动态负荷，也是本文研究的重点。同时由于感应电动机模型应用广泛，人们根据其不同的应用领域和分析计算目的提出了多种感应电动机模型，感应电动机模型根据所考虑的暂态过程不同可分为五阶
5、感应电动机模型、三阶感应电动机模型和一阶感应电动机模型。近来,又有人提出了一阶的电压暂态模型。较详细的模型是五阶电磁暂态模型，它考虑了定子绕组、转子绕组的电磁暂态特性以及转子的机械暂态特性。当忽略定子绕组的电磁暂态特性时可得到三阶机电暂态模型。如果进一步忽略转子绕组的电磁暂态即可获得一阶机械暂态模型。二是模型参数的辨识算法的研究，负荷模型确定后的参数辨识相对来说比较容易，其实质是求解单纯的数值优化问题。对于静态负荷模型可采用求解非线性最小二乘问题的牛顿法，也可采用各种求解非线性优化问题的方法。对于动态负荷模型，其参数辨识包括算法和准则，常用的准则有最小二乘、最大似然、最小方差等。准则确定后，参
6、数辨识问题就变为求某准则函数达极值的优化计算问题。尤其是遗传算法13(GA)作为一种有效的全局直接搜索方法，具有求解过程与梯度信息无关的优点和将复杂的非线性问题经过有效搜索和动态演化而达到优化状态的特性，使得其在应用于复杂问题的优化上具有很大的优势。因此，遗传算法的提出为负荷建模的参数辨识开辟了新途径。三是负荷模型对仿真计算（尤其是暂态稳定计算）结果以及运行状态的影响研究。四是不同激励下负荷模型的适应能力、负荷模型的在线辨识与等值、负荷模型参数的分散性、灵敏性和可辨识性及其等负荷模型实践中发展的理论与方法问题；五是负荷建模工程应用平台的研制。由于电力负荷具有复杂性、分散性和随机性等特点，建立完
7、全精确的负荷模型绝非易事，只有通过事故分析或实验结果进行校核、分析和修正才能逐步建立切合实际的、合理的负荷模型。且由于统计综合法和总体测辨法各有特点，应充分发挥这两种方法的优势，尤其要加快统计综合法的研究步伐，在两种方法之间取长补短，尽快建立适用于我国电力系统分析计算的负荷模型。根据各电网的实际情况和实测系统动态数据研究适用于各电网的典型负荷模型，并通过专门的现场扰动试验进行修正、确认是非常必要的。积极总结东北电网两次大扰动试验的仿真分析结果，开展考虑配电网络的 SLM 在各区域电网的适用性研究，建立适用于全国联网稳定计算的负荷模型。三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：本课
8、题要求在深入了解电力系统负荷建模的方法及研究现状的基础上，重点研究三阶感应电动机负荷模型。难点在于分别采用三阶机电暂态感应电动机并联恒阻抗模型、一阶机械暂态感应电动机并联恒阻抗模型、一阶电压暂态感应电动机并联恒阻抗模型三种综合负荷模型对样本进行参数辨识，以比较和分析这三种模型对实际综合负荷的描述效果。研究手段通过负荷特性数据对所建立的模型进行仿真分析，并利用Matlab软件编程进行仿真。四、设计（研究）进度计划： 第4-5周 收集国内外关于静态负荷动态负荷模型的相关资料；第6-7周 建立感应电动机负荷模型的基本概念和参数的辨识方法；第8-9周 分析综合负荷模型在描述电力负荷时所具有的的优点；第
9、10-11周 掌握综合负荷模型的结构特点及待辨识参数的物理意义；第12-13周 确定在利用感应电动机负荷模型进行参数辨识时所要用到的辨识方法；第14-15周 建立模型并对模型进行仿真分析；第16周 总结课题及设计成果。五、参考文献：1 鞠平，电力系统负荷建模理论与实践J，电力系统自动化，1999，23(19)：1-7。2 沈峰，电力负荷建模及其应用的研究D，郑州,郑州大学，20053 贺仁睦，电力系统精确仿真与负荷模型实用化J，电力系统自动化，2004,28(16)：4-74 周文,贺仁睦,章健，电力负荷建模问题研究综述J，现代电力,1999,16(2)：83-895 卫志农，鞠平.电力负荷在
10、线建模方法J.中国电机工程学报,1995,15(6)：361-3686 鞠平，马大强，电力系统负荷建模M，北京：水利电力出版社，1995，54-56。7 陈宝林，最优化理论与算法M，北京：清华大学出版社，19938 金艳，综合动态负荷特性的分类与综合研究D，南京，河海大学，20029 郭建，基于负荷导纳模型的电力系统静态电压稳定性研究D，太原，太原理工大学.200510郑慧娆，陈绍林，莫忠良，数值计算方法M,武汉：武汉大学出版社,200211 祝晶，基于统计综合法的负荷建模理论和方法研究D，湖南：湖南大学，2006 12 James B. Patton Jovan IliC. Aggregat
11、e Load Parameter Identification Using General Regression Neural Networks. IEEE Trans on Power Systems.1999,13(2)：663-66813张红斌，电力系统负荷模型结构与参数辨识的研究D，华北电力，2003。14张红斌，汤涌，张东霞，侯俊贤，负荷建模技术的研究现状与未来发展方向J， 北京：中国电力科学研究院，2007 15 鞠平，潘学萍，韩敬东，三种感应电动机综合负荷模型的比较J，南京：河海大学，199916 General Electric Company.Load modeling fo
12、r power flow and transient stability computer studies. EPRI Report EL-5003,January 1987.(The four lames;LOADSYN computer program).指导教师意见签名： 月 日教研室（学术小组）意见教研室主任（学术小组长）（签章）：月 日 目 录摘 要2第一章 绪 论211 研究背景212 电力系统负荷建模的重要意义3121 负荷模型对潮流计算的影响3122 负荷模型对暂态稳定的影响3123 负荷模型对小扰动稳定的影响3124 负荷模型对电压稳定的影响4 13 电力系统负荷建模的发展4 14 电力负荷建模的研究现状6 141 负荷模型的基本概念6 142 负荷建模的方法7 143 负荷模型的分类8 1431静态负荷模型8 1432动态负荷模型8 144 负荷建模辨识算法9 15 本文研究内容9摘要：电力负荷作为电力系统的一个重要组成部分，在电力系统的规划设计、运行和控制中有着重要的影响，受到国内外电力学者的高度重视。本文概述了电力系统负荷建模6的发展和现状，介绍了负荷建模的重要性、基本概念、方法、常见模型及其参数可辨识性问题和辨识
