CN102426623A - 一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法 - Google Patents

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鞠平
项丽
余一平
蒙有金
金宇清
张慧玲
陈谦
张军
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Hohai University HHU
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NINGXIA ELECTRIC POWER Co
Hohai University HHU
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Abstract

本发明公开一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法，包含如下步骤：根据电网实际运行状态信息和电网动态仿真负荷模型需求确定相应的负荷模型结构；由负荷节点测量与辨识系统和综合统计结果确定负荷模型参数的初值；根据广域测量系统捕获的扰动信息，确定扰动类型、扰动数据以及观测量，实现仿真模式的自动匹配；利用时域仿真软件，自动在线仿真计算，获取电网的状态量动态仿真轨迹信息；通过仿真轨迹与实时观测量的对比分析，自动优化修正和校验负荷模型参数；适用的负荷模型参数结果自动输出。本发明方法克服了人工离线操作的复杂性和低效性，基本实现了故障拟合方法的自动化运行，具有工作量小，所得参数适用性高的良好特点。

Description

一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法
 
技术领域
本发明涉及一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法，属于电气技术领域。
 
背景技术
电力系统负荷模型是电力系统运行和分析的基础，对电力系统的安全稳定运行具有重要的意义，需保证其有效性和准确性。目前，有多种电力负荷建模的方法，包括统计综合法、测量辨识法、故障拟合法等几大类。传统的故障拟合方法，根据系统的扰动类型和扰动数据，进行模型参数的选择和系统仿真，这是基于离线人工操作的，完全依靠人工经验。不仅费时费力，而且建模效果不佳，逐渐不能满足处理大型电网分析计算对负荷模型的现实要求。
 
发明内容
本发明的目的在于克服上述传统故障拟合方法存在的缺陷，提供一种应用于电力负荷建模的新型故障拟合方法，即自动故障拟合建模法。该方法具有自动运行，不需要人工干预，针对实际电网拟合，适用性好的特点。
本发明具体采用如下技术方案：
一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法，其特征在于包含如下步骤：
一、根据电网实际运行状态信息和电网动态仿真负荷模型需求确定相应的负荷模型结构；
二、由负荷节点测量与辨识系统和综合统计结果确定负荷模型参数的初值；
三、根据广域测量系统捕获的扰动信息，确定扰动类型、扰动数据以及观测量，实现仿真模式的自动匹配；
四、利用时域仿真软件，自动在线仿真计算，获取电网的状态量动态仿真轨迹信息；
五、通过仿真轨迹与实时观测量的对比分析，即实际测量数据与仿真数据的对比，自动优化修正和校验负荷模型参数；
六、适用的负荷模型参数结果自动输出。
本发明的实现是依托电力系统广域测量系统进行设计的，并利用电力系统时域仿真软件进行仿真计算。
本发明的优点：与传统的故障拟合方法相比，克服了人工离线操作的复杂性和低效性，基本实现了故障拟合方法的自动化运行。由计算机自动判断在线扰动场景，随后进行仿真计算，并根据全电网的相应观测量动态轨迹拟合指标进行负荷模型参数的自动优化校核修正。具有工作量小，所得参数适用性高的良好特点。
 
附图说明
附图1是本发明自动故障拟合建模法流程示意图。
附图2是本发明自动故障拟合建模法的设备配置图。
 
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地说明。
图1是本发明自动故障拟合建模法流程示意图，用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法包含如下步骤： 
1、根据电网实时运行状态信息和电网动态仿真负荷模型需求，确定电力系统的负荷模型结构。
2、由负荷节点测量与辨识系统和综合统计结果确定模型参数的初值。
通过负荷节点测量与辨识系统得到各负荷节点的电动机比例、定子电抗和负载率系数等负荷模型参数初值，并自动将参数初值提供给时域仿真软件中的负荷模型。这些负荷模型参数主要是指难以调查统计、受电网运行状态影响较大或对仿真结果影响较大的参数。
通过人工统计综合方法可以得到其余的负荷模型初始参数。这些参数容易由统计法得到。对受电网运行状态影响较小，并且对仿真结果影响较小的参数，通常可采用典型值或推荐值。
3、根据广域测量系统捕获的扰动信息，确定实时扰动类型、扰动数据，选取合适的观测量，实现仿真模式的在线自动匹配。
由电网广域测量系统可以获取两方面的信息，其一是进行扰动模式判定，即判断系统发生扰动的类型、时间和地点；其二是根据所发生的扰动，并结合系统实时运行状态，选取主要环节的系统联络线、枢纽母线和主要发电厂等的动态响应作为观测量。电网调度自动化系统可以提供电网在扰动发生前后的运行状态，复原扰动前后电网的运行场景，由广域测量系统主站提供电网实际运行相应观测量的动态数据作为时域仿真软件仿真计算的目标值。
4、通过时域仿真软件，自动在线仿真计算出步骤3中设定的电网各动态响应。
5、通过观测量实测动态轨迹和仿真动态轨迹的拟合指标分析，即实际测量数据与仿真轨迹的拟合度分析，自动优化修正和校验负荷模型参数。
如果步骤4中仿真得到的动态轨迹与电网实际测量的观测量相吻合，则进入步骤6输出结果，否则通过故障拟合服务器的核心优化算法调整时域仿真软件中的负荷参数，回到步骤4继续进行仿真计算，直到电网实际测量的动态轨迹与时域仿真得到的动态轨迹相吻合。由工程的可实施性与必要性出发，只对受电网运行状态影响较大或对仿真影响较大的参数进行调整。
6、得到的准确负荷模型参数结果由系统自动送往数据发布服务器存储。
本发明自动故障拟合建模法的设备配置图如图2所示。
负荷模型的部分参数初值由负荷节点测量与辨识系统服务器根据电网实时测量的相应负荷数据进行节点级参数辨识得到。广域测量系统主站提供时域仿真软件仿真需要的扰动的类型、时间和地点以及结合系统可辨识性分析选取的观测量，包括有系统主要联络线、枢纽母线和主要发电厂的状态量动态响应作为观测量的目标值。电网调度自动化系统提供电网运行场景，为时域仿真软件进行仿真计算提供必要的数据及信息。
仿真与故障拟合服务器是运行本系统的核心，它通过实际测量数据与仿真数据的对比，由核心优化算法自动修正和校验时域仿真软件中的负荷参数，最终使得电网实际测量的动态轨迹与仿真得到的动态轨迹相吻合。
在实际运行中，需要设立相应的管理工作站，进行系统的维护与管理。
当得到准确的负荷参数和仿真数据结果后，由系统自动送往数据发布服务器存储，供查询和使用。

Claims (6)

1.一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法，其特征在于包含如下步骤：
一、根据电网实际运行状态信息和电网动态仿真负荷模型需求确定相应的负荷模型结构；
二、由负荷节点测量与辨识系统和综合统计结果确定负荷模型参数的初值；
三、根据广域测量系统捕获的扰动信息，确定扰动类型、扰动数据以及观测量，实现仿真模式的自动匹配；
四、利用时域仿真软件，自动在线仿真计算，获取电网的状态量动态仿真轨迹信息；
五、通过仿真轨迹与实时观测量的对比分析，即实际测量数据与仿真数据的对比，自动优化修正和校验负荷模型参数；
六、适用的负荷模型参数结果自动输出。
2.根据权利要求1所述的一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法，其特征是负荷模型的部分初始参数由负荷节点测量与辨识系统服务器根据电网实时测量的稳态负荷数据进行参数辨识得到。
3.根据权利要求1所述的一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法，其特征是电网实时扰动模式和相应观测量数据由广域测量系统主站提供。
4.根据权利要求1所述的一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法，其特征是所述观测量包括系统的主要联络线、枢纽变电站母线和主要发电厂的状态量。
5.根据权利要求1所述的一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法，其特征是组建和利用仿真与故障拟合服务器，通过实际测量数据与仿真数据的对比，由核心优化算法自动修正和校验时域仿真软件中的负荷模型参数，最终使电网实际测量的动态轨迹与时域仿真得到的动态轨迹相吻合。
6.根据权利要求1所述的一种用于电力负荷建模的自动故障拟合建模法，其特征是系统自动将得到的准确负荷模型参数结果送往数据发布服务器存储，供查询和使用。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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