CN115622053A - 一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模方法及装置，该方法包括分布式电源数据集成及数据加载、搭建含分布式电源的220kV变电站所供配电区域的详细系统、搭建仿真计算系统、执行潮流计算、执行暂态稳定计算、计算配网等值阻抗、分布式电源模型参数等值计算、常规负荷模型参数等值计算、计算补偿电容器参数、生成指定格式的含分布式电源的负荷模型参数文件、含分布式电源的负荷模型参数有效性验证等步骤。采用该方法可自动快速生成含分布式电源的负荷模型参数，攻克了含分布式电源的负荷模型建模难题，提高了电力系统仿真准确度。

Description

一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统仿真建模技术领域，具体涉及一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模方法及装置。
背景技术
智能电网的建设和发展对电力系统实时仿真计算分析的准确性提出了更高的要求。为适应智能电网运行与控制要求，电力系统安全稳定分析需要能够更加准确地反映电网实际特性的动态模型参数，负荷模型是最关键的仿真模型之一。然而，由于负荷模型本身的地域分散性和随机时变性等原因，获得合理描述各负荷节点的综合负荷模型较为困难，使得其成为影响电力系统仿真准确度提高的重要因素。近年来，随着国内外负荷建模研究工作的迅速发展，研究人员提出了采用多种测量手段进行负荷建模，基于辨识理论的参数辨识负荷建模方法和基于调查统计的统计综合负荷建模法也是研究较多的方法。但是，两种建模方法均存在固有的缺陷和建模困难性。参数辨识法的问题在于模型参数物理意义不明确，且生成的负荷模型原则上只能对应于被辨识的实测样本，将之应用于不同变电站乃至同一变电站的不同时段时，会面临模型覆盖能力不够、所建模型适应性不强的问题，因此无法在电力系统仿真计算中予以应用。基于调查统计的方法在实际应用中面临两大难题：一是调查统计花费的时间及人力巨大，况且由于众多条件的局限，很难保证调查结果的准确性；二是用电行业的负荷构成及变电站的用电行业构成调查只能是静止的，实际综合负荷的构成特性则随时间变化且具有随机性，基于调查统计所得结果很难反映其随时间变化的特点，无法考虑负荷时变性，难以准确模拟负荷的动态过程。且传统的方法无法准确模拟分布式电源的影响，只是简单地将220kV以下分布式电源的发电功率跟负荷功率抵消掉，负荷模型中只考虑了负荷静态部分和电动机负荷，跟实际情况存在巨大差异。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模方法，包括：
分别构建含分布式电源和不含分布式电源的原系统负荷模型；
对所述含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，在确定潮流收敛的基础上，生成所述含分布式电源的原系统负荷模型的暂态稳定曲线；
根据所述暂态稳定曲线，获取分布式电源的等值电源的控制参数；
对所述不含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，根据系统阻抗消耗功率与配电网各变压器、各配电线路消耗功率之和相等，计算配网等值阻抗值和等值电抗值；
对分布式电源进行聚合等值建模，获取所述分布式电源模型的等值参数；
根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，确定拓扑网络路径；
基于所述分布式电源的等值电源的控制参数、配网等值阻抗值、等值电抗值、拓扑网络路径，分布式电源模型的等值参数，构建含分布式电源的等值负荷模型。
进一步的，在构建含分布式电源的等值负荷模型的步骤之后，还包括：
对所述含分布式电源的等值负荷模型进行潮流计算；
通过含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算的结果，对所述含分布式电源的等值负荷模型的潮流计算结果进行修正。
进一步的，在对所述含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算的步骤之后，还包括：
获取变压器和配电线路的阻抗、送端母线的电压幅值、有功功率和无功功率。
进一步的，根据所述暂态稳定曲线，获取分布式电源的等值电源的控制参数，包括：
根据执行暂态稳定计算生成的暂态稳定曲线，智能识别电压、电流、有功曲线恢复过程，分别计算电源A类光伏、B类光伏、双馈风机的控制参数。
进一步的，计算配网等值阻抗值和等值电抗值，具体公式为：
Figure 768703DEST_PATH_IMAGE001
式中：RD为等值阻抗值，XD为等值电抗值，P j 和Q j 分别表示第j个变压器/配电线路送端有功功率和无功功率，U j 表示第j个变压器/配电线路送端母线电压幅值，
Figure 507989DEST_PATH_IMAGE002
表示第j个变压器/配电线路阻抗；I Li 表示第i个负荷电流，l为配电线路或变压器母线数量，k为负荷支路数量。
进一步的，根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，确定拓扑网络路径，包括：
根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，将关网点作为网络起始处，将从并网点到等值电源母线连接的路径，确定为拓扑网络路径。
进一步的，分布式电源，包括：分布式风机和分布式光伏。
进一步的，对分布式电源进行聚合等值建模，获取所述分布式电源模型的等值参数，具体的，分布式光伏的聚合等值建模包括：计算等值分布式光伏发电系统的额定容量
Figure 945924DEST_PATH_IMAGE003
Figure 100961DEST_PATH_IMAGE004
式中，S N,i 为第ｉ个分布式光伏发电系统的额定容量，m为220kV变电站所供配电区域的分布式光伏发电系统数量；
计算分布式光伏发电机的最大有功出力P max,EQ
Figure 573531DEST_PATH_IMAGE005
式中，P max,i 为第ｉ个分布式光伏发电机的最大有功出力；
计算分布式光伏发电机的最大无功出力Q max,EQ
Figure 93505DEST_PATH_IMAGE006
式中，Q max,i 为第ｉ个分布式光伏发电机的最大无功出力；
计算分布式光伏发电机的实际有功出力P EQ
Figure 18736DEST_PATH_IMAGE007
式中，P i 为第ｉ个分布式光伏发电机的实际有功出力；
计算分布式光伏发电机的实际有功出力Q EQ
Figure 39782DEST_PATH_IMAGE008
式中，Q i 为第ｉ个分布式光伏发电机的实际无功出力。
本发明同时提供一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模装置，包括：
原系统负荷模型构建单元，用于分别构建含分布式电源和不含分布式电源的原系统负荷模型；
暂态稳定曲线生成单元，用于对所述含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，在确定潮流收敛的基础上，生成所述含分布式电源的原系统负荷模型的暂态稳定曲线；
控制参数获取单元，用于根据所述暂态稳定曲线，获取分布式电源的等值电源的控制参数；
等值计算单元，用于对所述不含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，根据系统阻抗消耗功率与配电网各变压器、各配电线路消耗功率之和相等，计算配网等值阻抗值和等值电抗值；
等值参数获取单元，用于对分布式电源进行聚合等值建模，获取所述分布式电源模型的等值参数；
拓扑网络路径确定单元，用于根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，确定拓扑网络路径；
模型构建单元，用于基于所述分布式电源的等值电源的控制参数、配网等值阻抗值、等值电抗值、拓扑网络路径，分布式电源模型的等值参数，构建含分布式电源的等值负荷模型。
进一步的，还包括：
潮流计算单元，用于对所述含分布式电源的等值负荷模型进行潮流计算；
修正单元，用于通过含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算的结果，对所述含分布式电源的等值负荷模型的潮流计算结果进行修正。
本发明提供的一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模方法及装置，提出了含分布式电源的负荷建模方法, 该方法包括分布式电源数据集成及数据加载、搭建含分布式电源的220kV变电站所供配电区域的详细系统、搭建仿真计算系统、执行潮流计算、执行暂态稳定计算、计算配网等值阻抗、分布式电源模型参数等值计算、常规负荷模型参数等值计算、计算补偿电容器参数、生成指定格式的含分布式电源的负荷模型参数文件、含分布式电源的负荷模型参数有效性验证等步骤。采用该方法可自动快速生成含分布式电源的负荷模型参数，攻克了含分布式电源的负荷模型建模难题，大幅提高了电力系统仿真准确度，为正确的调度决策提供了有力技术支撑。
附图说明
图1是本发明提供的一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模方法的流程示意图；
图2是本发明涉及的含分布式电源的220 kV变电站A的网络拓扑图；
图3是本发明涉及的仿真计算系统示意图；
图4是本发明提供的一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模装置的结构示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
图1是本发明提供的一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模方法的流程示意图，下面结合图1对发明提供的方法进行详细说明。
本发明提供的方法，是在现有数据和原系统之上，对系统的各个部分，例如控制参数、网络拓扑等通过计算，建模等，最后由各个部分共同构建其等值模型，具体步骤如下：
步骤S101，分别构建含分布式电源和不含分布式电源的原系统负荷模型。
通过加载相应的数据源，获取原系统对应的实测数据，在对实测数据进行离线计算、流式计算等数据处理的基础上，获取构建含分布式电源和不含分布式电源的原系统负荷模型的基础数据。
进一步的，分布式电源数据集成调控云、数据中台（营销业务系统、用电信息采集系统、PMS和营配调贯通）、新能源数据平台等业务系统数据，打通营配调多源异构数据，通过调度、设备和营销相关的新能源模型数据、运行数据、新能源台账数据的集成，完成新能源模型数据、新能源发电实测数据、含新能源的电网拓扑数据集成，基于以上数据和加工规则，进行离线计算、流式计算及采用相应引擎及工具进行数据的计算处理，获取有价值的信息输出，满足业务应用对整合数据内容的需要。通过数据处理计算建立了分布式电源建模基础数据，即水电厂、火电厂、风电场、光伏电站、储能电站、抽水储能电站、燃气电厂、燃煤电厂等基本信息数据、及各发电设备的制造商、型号，建立了分布式电源建模发电实测数据，即发电厂的最大出力、实际有功出力、无功出力。
基于分布式电源模型数据、台账数据、发电实测数据，根据分布式电源并网点的拓扑关系，在原系统负荷模型基础上，分别构建含分布式电源和不含分布式电源的原系统负荷模型。
进一步的，通过多源数融合，结合对含分布式电源的220kV变电站所供配电区域进行详细调查，获得该变电站所供配电区域网络拓扑结构和参数、负荷参数、补偿电容器、分布式电源（包括风机和光伏）参数，基于这些数据搭建含分布式电源的220kV变电站所供配电区域的详细系统，如图2所示。
把含分布式电源的220 kV变电站的供电系统接到仿真计算系统里进行仿真计算，如图3所示，发电机G1和G2分别通过三回线路和一回线路向220 kV变电站A供电。
步骤S102，对所述含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，在确定潮流收敛的基础上，生成所述含分布式电源的原系统负荷模型的暂态稳定曲线。
对所述含分布式电源的原系统负荷模型（图3所示的仿真系统）进行潮流计算，获取变压器和配电线路的阻抗、送端母线的电压幅值、有功功率和无功功率。
对仿真系统设置故障扰动（如对图3中的仿真系统设置Bus 5-Bus6线路Bus5侧发生三永N-1故障，故障0.12秒后切除故障线路。），采用电力系统暂态稳定计算程序（如PSD-BPA或PSASP）执行暂态稳定计算，获取暂态稳定计算结果，生成暂态稳定曲线。
步骤S103，根据所述暂态稳定曲线，获取分布式电源的等值电源的控制参数。
根据所述暂态稳定曲线，智能识别电压、电流、有功曲线恢复过程，分别计算电源A类光伏、B类光伏、双馈风机的控制参数。以及各分布式电源的机端电压、有功电流、无功电流、有功功率和无功功率响应曲线。
步骤S104，对所述不含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，根据系统阻抗消耗功率与配电网各变压器、各配电线路消耗功率之和相等，计算配网等值阻抗值和等值电抗值。
计算配电网等值阻抗，根据配电网系统阻抗消耗功率与配电网各变压器、各配电线路消耗功率之和相等，计算配网等值阻抗值。具体步骤如下：
（1）把步骤3搭建的电力系统仿真系统中的220kV变电站所供配电区域的所有分布式电源都关机，然后进行潮流计算，形成潮流计算结果文件；
（2）从潮流计算结果文件里读取以下各量：220kV变电站所供配电区域的所有变压器和配电线路的阻抗，以及所有变压器和配电线路的送端母线电压幅值、有功功率和无功功率，所有220kV变电站所供配电区域的负荷电流。
（3）根据配电网系统阻抗消耗功率与配电网各变压器、各配电线路消耗功率之和相等，用下式计算配网等值电阻RD和等值电抗XD。
Figure 101278DEST_PATH_IMAGE009
（1）
式中：P j 和Q j 分别表示第j个变压器/配电线路送端有功功率和无功功率，U j 表示第j个变压器/配电线路送端母线电压幅值，
Figure 120050DEST_PATH_IMAGE010
表示第j个变压器/配电线路阻抗；I Li 表示第i个负荷电流，l为配电线路或变压器母线数量，k为负荷支路数量。
步骤S105，对分布式电源进行聚合等值建模，获取所述分布式电源模型的等值参数。
分布式电源中主要包括分布式风机和分布式光伏两种类型，需要分别对分布式风机集群和分布式光伏集群进行聚合等值建模，本发明提出的这两种分布式电源集群的聚合等值建模方法相同，下面不妨以分布式光伏集群聚合等值建模为例说明。
（1）计算等值分布式光伏发电系统的额定容量
Figure 188369DEST_PATH_IMAGE011
Figure 216368DEST_PATH_IMAGE012
(2)
式中，S N,i 为第ｉ个分布式光伏发电系统的额定容量，m为220kV变电站所供配电区域的分布式光伏发电系统数量；
（2）计算分布式光伏发电机的最大有功出力P max,EQ
Figure 194688DEST_PATH_IMAGE013
(3)
式中，P max,i 为第ｉ个分布式光伏发电机的最大有功出力；
（3）计算分布式光伏发电机的最大无功出力Q max,EQ
Figure 384361DEST_PATH_IMAGE014
(4)
式中，Q max,i 为第ｉ个分布式光伏发电机的最大无功出力；
（4）计算分布式光伏发电机的实际有功出力P EQ
Figure 18605DEST_PATH_IMAGE015
(5)
式中，P i 为第ｉ个分布式光伏发电机的实际有功出力；
（5）计算分布式光伏发电机的实际有功出力Q EQ
Figure 256819DEST_PATH_IMAGE016
(6)
当电网遭受短路等大扰动冲击时，为减小因低电压导致逆变器过流进而脱网的风险，分布式光伏设置有故障穿越控制，故障穿越期间的有功和无功特性对电网的稳定特性影响很大，因此在对分布式新能源集群等值建模时，需要对分布式光伏故障穿越期间的关键动态参数进行等值。
分布式光伏发电系统低电压穿越期间的有功功率控制公式和无功功率控制公式分别如式（7）和（8）所示。
Figure 558488DEST_PATH_IMAGE017
(7)
Figure 450220DEST_PATH_IMAGE018
(8)
式中，
Figure 571760DEST_PATH_IMAGE019
为有功功率控制系数1；
Figure 862933DEST_PATH_IMAGE020
为有功功率控制系数2；P0为发电机有功功率初值标幺值（以分布式光伏发电系统额定功率为基准）；
Figure 753529DEST_PATH_IMAGE021
为无功功率控制系数1；
Figure 285004DEST_PATH_IMAGE022
为无功功率控制系数2；Q0为分布式光伏发电系统无功功率初值标幺值。
分布式光伏发电机低穿期间的有功功率控制系数1、有功功率控制系数2、无功功率控制系数1和无功功率控制系数2为分布式光伏发电系统的关键动态参数，需要研究它们的等值计算方法。本发明提出了基于对齐等值前后分布式光伏发电系统的暂态有功功率和无功功率的原则，推导了等值分布式光伏发电系统的有功功率控制系数1
Figure 893840DEST_PATH_IMAGE023
、有功功率控制系数2
Figure 598491DEST_PATH_IMAGE024
、无功功率控制系数1
Figure 609172DEST_PATH_IMAGE025
、无功功率控制系数2
Figure 249232DEST_PATH_IMAGE026
的计算公式，具体如下：
1）首先计算分布式光伏发电机低电压穿越期间有功功率控制参数。低电压穿越期间有功控制参数计算方法如下：
i)读取各光伏发电系统i（i=1，…,m）的初始有功功率；
ii) 将各光伏发电系统的有功功率曲线相加，得到光伏发电系统的有功功率之和曲线，读取有功功率之和为最大时的时刻t2，和各光伏发电系统i在t2时刻的有功功率值。
ii）用式（8）计算等值光伏发电系统的有功功率控制系数2
Figure DEST_PATH_IMAGE027
。
Figure 79785DEST_PATH_IMAGE028
（9）
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为分布式光伏发电系统i 的机端电压在t2时刻的值，
Figure 322547DEST_PATH_IMAGE030
为分布式光伏发电系统i的并网变压器的变比（标幺值，高压侧/低压侧），
Figure DEST_PATH_IMAGE031
为分布式光伏发电系统i经过并网变压器后再升压到110kV电压等级的变压器的变比（标幺值，高压侧/低压侧），
Figure 109106DEST_PATH_IMAGE032
为等值分布式光伏发电系统的机端电压在t2时刻的值，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
可由式（10）计算得到。
Figure 779122DEST_PATH_IMAGE034
（10）
其中，U1,t2是220kV主变220kV侧的母线在t2时刻的电压值、P1,t2为流进220kV主变220kV侧的有功功率在t2时刻的值，Q1,t2为流进220kV主变220kV侧的无功功率在t2时刻的值，X=配网等值电抗XD+220kV主变的高-中压侧电抗。
iv）根据式（11）计算等值光伏发电系统的初始有功功率值
Figure 362550DEST_PATH_IMAGE036
Figure 18791DEST_PATH_IMAGE038
（11）
v）根据式（12）计算等值光伏发电系统在时刻t2的有功功率值
Figure 4064DEST_PATH_IMAGE040
Figure 48244DEST_PATH_IMAGE042
（12）
vi）根据式（13），计算等值光伏发电系统的有功功率控制系数1
Figure 915706DEST_PATH_IMAGE044
。
Figure DEST_PATH_IMAGE046
（13）
其中，Sb为系统基准容量。
2)计算等值光伏发电机低电压穿越期间无功电流控制参数。计算方法如下：
i)读取各光伏发电系统i(i=1,…,m)的初始无功功率
Figure DEST_PATH_IMAGE048
；
ii)将各光伏发电系统的无功功率曲线相加，得到光伏发电系统的无功功率之和曲线，读取无功功率之和值最大时对应的时刻t4，和各光伏发电系统i在t4时刻的无功功率值
Figure DEST_PATH_IMAGE050
。
iii）用式（14）计算等值光伏发电系统的无功功率控制系数2
Figure DEST_PATH_IMAGE052
。
Figure DEST_PATH_IMAGE054
（14）
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE056
为分布式光伏发电系统i 的机端电压在t4时刻的值，
Figure DEST_PATH_IMAGE058
为等值分布式光伏发电系统的机端电压在t4时刻的值，
Figure DEST_PATH_IMAGE060
可由式（15）计算得到。
Figure DEST_PATH_IMAGE062
（15）
其中，U1,t4是220kV主变220kV侧的母线在t4时刻的电压值、P1,t4为流进220kV主变220kV侧的有功功率在t4时刻的值，Q1,t4为流进220kV主变220kV侧的无功功率在t4时刻的值。
iv）根据式（16）计算等值光伏发电系统的初始无功功率值
Figure DEST_PATH_IMAGE064
Figure DEST_PATH_IMAGE066
（16）
v）根据式（17）计算等值光伏发电系统在时刻t4的无功功率值
Figure DEST_PATH_IMAGE068
Figure DEST_PATH_IMAGE070
（17）
vi）根据式（18），计算等值光伏发电系统的无功功率控制系数1
Figure DEST_PATH_IMAGE072
Figure DEST_PATH_IMAGE074
（18）
其中，Sb为系统基准容量。
vii）详细系统中，有功电流在线路上产生额外的无功消耗。等值系统中，这一消耗相对较少。应当调减分布式光伏的无功出力，弥补无功消耗变少的部分。
Figure DEST_PATH_IMAGE076
(19)
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE078
为第i个分布式光伏发电系统的有功电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE079
为该分布式光伏发电系统并网节点至220kV主变的110kV侧节点的电抗，
Figure DEST_PATH_IMAGE081
为等值分布式光伏发电系统需要调减的无功功率（以系统容量为基准容量）。
换算成以等值分布式光伏发电系统额定功率为基准值的
Figure DEST_PATH_IMAGE083
，
Figure DEST_PATH_IMAGE085
（20）
因此，等值光伏发电系统的无功功率控制系数2的最终值
Figure DEST_PATH_IMAGE087
应该为由式（14）计算出来的
Figure DEST_PATH_IMAGE089
减去式（21）计算出来的
Figure 874172DEST_PATH_IMAGE083
。
Figure DEST_PATH_IMAGE091
（21）
步骤S106，根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，确定拓扑网络路径。
根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，将关网点作为网络起始处，将从并网点到等值电源母线连接的路径，确定为拓扑网络路径。
步骤S107，基于所述分布式电源的等值电源的控制参数、配网等值阻抗值、等值电抗值、拓扑网络路径，分布式电源模型的等值参数，构建含分布式电源的等值负荷模型。
由上述多个步骤获得的分布式电源的等值电源的控制参数、配网等值阻抗值、等值电抗值、拓扑网络路径，分布式电源模型的等值参数，共同构建含分布式电源的等值负荷模型，然后，对所述含分布式电源的等值负荷模型进行潮流计算；通过含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算的结果，对所述含分布式电源的等值负荷模型的潮流计算结果进行修正。具体的，对比潮流结果中220kV母线总有功、无功，将等值的总有功、无功矫正与详细模型一致，反复执行潮流计算，反复修正220kV母线总有功、无功，验证结果的一致性。
基于同一发明构思，本发明同时提供一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模装置400，如图4所示，包括：
原系统负荷模型构建单元420，用于分别构建含分布式电源和不含分布式电源的原系统负荷模型；
暂态稳定曲线生成单元420，用于对所述含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，在确定潮流收敛的基础上，生成所述含分布式电源的原系统负荷模型的暂态稳定曲线；
控制参数获取单元430，用于根据所述暂态稳定曲线，获取分布式电源的等值电源的控制参数；
等值计算单元440，用于对所述不含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，根据系统阻抗消耗功率与配电网各变压器、各配电线路消耗功率之和相等，计算配网等值阻抗值和等值电抗值；
等值参数获取单元450，用于对分布式电源进行聚合等值建模，获取所述分布式电源模型的等值参数；
拓扑网络路径确定单元460，用于根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，确定拓扑网络路径；
模型构建单元470，用于基于所述分布式电源的等值电源的控制参数、配网等值阻抗值、等值电抗值、拓扑网络路径，分布式电源模型的等值参数，构建含分布式电源的等值负荷模型。
进一步的，还包括：
潮流计算单元，用于对所述含分布式电源的等值负荷模型进行潮流计算；
修正单元，用于通过含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算的结果，对所述含分布式电源的等值负荷模型的潮流计算结果进行修正。
本发明提供的一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模方法及装置，提出了含分布式电源的负荷建模方法, 该方法包括分布式电源数据集成及数据加载、搭建含分布式电源的220kV变电站所供配电区域的详细系统、搭建仿真计算系统、执行潮流计算、执行暂态稳定计算、计算配网等值阻抗、分布式电源模型参数等值计算、常规负荷模型参数等值计算、计算补偿电容器参数、生成指定格式的含分布式电源的负荷模型参数文件、含分布式电源的负荷模型参数有效性验证等步骤。采用该方法可自动快速生成含分布式电源的负荷模型参数，攻克了含分布式电源的负荷模型建模难题，大幅提高了电力系统仿真准确度，为正确的调度决策提供了有力技术支撑。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模方法，其特征在于，包括：
分别构建含分布式电源和不含分布式电源的原系统负荷模型；
对所述含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，在确定潮流收敛的基础上，生成所述含分布式电源的原系统负荷模型的暂态稳定曲线；
根据所述暂态稳定曲线，获取分布式电源的等值电源的控制参数；
对所述不含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，根据系统阻抗消耗功率与配电网各变压器、各配电线路消耗功率之和相等，计算配网等值阻抗值和等值电抗值；
对分布式电源进行聚合等值建模，获取所述分布式电源模型的等值参数；
根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，确定拓扑网络路径；
基于所述分布式电源的等值电源的控制参数、配网等值阻抗值、等值电抗值、拓扑网络路径，分布式电源模型的等值参数，构建含分布式电源的等值负荷模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在构建含分布式电源的等值负荷模型的步骤之后，还包括：
对所述含分布式电源的等值负荷模型进行潮流计算；
通过含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算的结果，对所述含分布式电源的等值负荷模型的潮流计算结果进行修正。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算的步骤之后，还包括：
获取变压器和配电线路的阻抗、送端母线的电压幅值、有功功率和无功功率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述暂态稳定曲线，获取分布式电源的等值电源的控制参数，包括：
根据执行暂态稳定计算生成的暂态稳定曲线，智能识别电压、电流、有功曲线恢复过程，分别计算电源A类光伏、B类光伏、双馈风机的控制参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算配网等值阻抗值和等值电抗值，具体公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
式中：RD为等值阻抗值，XD为等值电抗值，P j 和Q j 分别表示第j个变压器/配电线路送端有功功率和无功功率，U j 表示第j个变压器/配电线路送端母线电压幅值，
Figure 610668DEST_PATH_IMAGE002
表示第j个变压器/配电线路阻抗；I Li 表示第i个负荷电流，l为配电线路或变压器母线数量，k为负荷支路数量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，确定拓扑网络路径，包括：
根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，将关网点作为网络起始处，将从并网点到等值电源母线连接的路径，确定为拓扑网络路径。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分布式电源，包括：分布式风机和分布式光伏。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对分布式电源进行聚合等值建模，获取所述分布式电源模型的等值参数，具体的，分布式光伏的聚合等值建模包括：计算等值分布式光伏发电系统的额定容量
Figure DEST_PATH_IMAGE003
Figure 199913DEST_PATH_IMAGE004
式中，S N,i 为第ｉ个分布式光伏发电系统的额定容量，m为220kV变电站所供配电区域的分布式光伏发电系统数量；
计算分布式光伏发电机的最大有功出力P max,EQ
Figure 510808DEST_PATH_IMAGE006
式中，P max,i 为第ｉ个分布式光伏发电机的最大有功出力；
计算分布式光伏发电机的最大无功出力Q max,EQ
Figure DEST_PATH_IMAGE007
式中，Q max,i 为第ｉ个分布式光伏发电机的最大无功出力；
计算分布式光伏发电机的实际有功出力P EQ
Figure 640438DEST_PATH_IMAGE008
式中，P i 为第ｉ个分布式光伏发电机的实际有功出力；
计算分布式光伏发电机的实际有功出力Q EQ
Figure DEST_PATH_IMAGE009
式中，Q i 为第ｉ个分布式光伏发电机的实际无功出力。
9.一种用于考虑分布式电源的自动负荷建模装置，其特征在于，包括：
原系统负荷模型构建单元，用于分别构建含分布式电源和不含分布式电源的原系统负荷模型；
暂态稳定曲线生成单元，用于对所述含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，在确定潮流收敛的基础上，生成所述含分布式电源的原系统负荷模型的暂态稳定曲线；
控制参数获取单元，用于根据所述暂态稳定曲线，获取分布式电源的等值电源的控制参数；
等值计算单元，用于对所述不含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算，根据系统阻抗消耗功率与配电网各变压器、各配电线路消耗功率之和相等，计算配网等值阻抗值和等值电抗值；
等值参数获取单元，用于对分布式电源进行聚合等值建模，获取所述分布式电源模型的等值参数；
拓扑网络路径确定单元，用于根据分布式电源的并网点的拓扑关系、开关状态，确定拓扑网络路径；
模型构建单元，用于基于所述分布式电源的等值电源的控制参数、配网等值阻抗值、等值电抗值、拓扑网络路径，分布式电源模型的等值参数，构建含分布式电源的等值负荷模型。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
潮流计算单元，用于对所述含分布式电源的等值负荷模型进行潮流计算；
修正单元，用于通过含分布式电源的原系统负荷模型进行潮流计算的结果，对所述含分布式电源的等值负荷模型的潮流计算结果进行修正。
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