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[0119]表 2
[012。 其中，Tj表示馬達(dá)慣性時(shí)間常數(shù)、Rs表示馬達(dá)定子電阻、Xs表示馬達(dá)定子電抗、Xm表示馬達(dá)激磁電抗、化表示馬達(dá)轉(zhuǎn)子電阻、Xr表示馬達(dá)轉(zhuǎn)子電抗，R*表示配網(wǎng)支路電阻，X* 表示配網(wǎng)支路電抗、ZP%表示靜態(tài)有功負(fù)荷構(gòu)成中的恒阻抗成分、ZQ%表示靜態(tài)無功負(fù)荷 構(gòu)成中的恒阻抗成分、IP%表示靜態(tài)有功負(fù)荷構(gòu)成中的恒電流成分、IQ%表示靜態(tài)無功負(fù) 荷構(gòu)成中的恒電流成分、PP%表示靜態(tài)有功負(fù)荷構(gòu)成中的恒功率成分、PQ%表示靜態(tài)無功 負(fù)荷構(gòu)成中的恒功率抗成分。W下同，電動(dòng)機(jī)負(fù)載率為40%。
[0122] 為驗(yàn)證本發(fā)明所提出的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型的構(gòu)建方法的有效性，用城西220kV變電 站當(dāng)前采用的負(fù)荷模型參數(shù)、采用本方法生成的負(fù)荷模型參數(shù)和原系統(tǒng)（包括韓城變負(fù)荷 區(qū)的110kV、35kV配電網(wǎng)絡(luò)、無功補(bǔ)償及110kV、35kV、10kV、6kV負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)，如圖2所 示）進(jìn)行仿真對(duì)比，驗(yàn)證驗(yàn)證本發(fā)明所提出的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型的構(gòu)建方法的有效性。
[0123] 如圖4, 一臺(tái)發(fā)電機(jī)組通過雙回線路向城西變和Bus4供電，城西變的有功負(fù)荷為 167MW，Bus4的有功負(fù)荷為40MW。
[0124] 仿真條件：在仿真系統(tǒng)運(yùn)行0. 1秒時(shí)，Bus4節(jié)點(diǎn)增加40麗有功負(fù)荷。
[0125]分別將圖3所示的城西220kV變電站IlOkV及其W下的系統(tǒng)、等值SLM模型和華 東現(xiàn)有負(fù)荷模型接于圖4所示的負(fù)荷母線上進(jìn)行仿真，得到系統(tǒng)的頻率變化曲線和城西 220kV負(fù)荷節(jié)點(diǎn)有功功率曲線如圖5和圖6所示。對(duì)比分析頻率變化曲線和有功功率曲線， 可W看到采用SLM模型與詳細(xì)系統(tǒng)的仿真曲線的擬合效果明顯好于采用現(xiàn)有負(fù)荷模型參 數(shù)。因此與當(dāng)前的負(fù)荷模型參數(shù)相比，采用本方法能夠更好地描述電動(dòng)機(jī)頻率特性，使故障 后仿真計(jì)算中的系統(tǒng)特性更逼近真實(shí)的系統(tǒng)行為，提高了仿真計(jì)算分析的可信度，為電力 系統(tǒng)制訂科學(xué)的運(yùn)行、控制方案提供了保障。
[0126] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：W上實(shí)施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所 屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實(shí)施例依然可W對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者 等同替換，運(yùn)些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā) 明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種考慮負(fù)荷頻率特性的負(fù)荷模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述方法包括以下步 驟： 步驟1 :獲取負(fù)荷元件的頻率特性曲線； 步驟2 :計(jì)算負(fù)荷元件的有功功率一頻率特性系數(shù)和無功功率一頻率特性系數(shù)； 步驟3 :將負(fù)荷元件按負(fù)荷特性分為靜態(tài)負(fù)荷和動(dòng)態(tài)負(fù)荷； 步驟4 :計(jì)算靜態(tài)負(fù)荷的有功功率一頻率特性系數(shù)和無功功率一頻率特性系數(shù)； 步驟5 :計(jì)算負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率一頻率特性系數(shù)和無功功率一頻率特性系數(shù)； 步驟6 :確定負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩系數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮負(fù)荷頻率特性的負(fù)荷模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述 步驟1中，通過實(shí)際等值系統(tǒng)獲取負(fù)荷元件的頻率特性曲線； 所述實(shí)際等值系統(tǒng)包括無窮大等值交流系統(tǒng)、等值發(fā)電機(jī)、降壓變壓器、配電變壓器、 線路、220kV母線、IlOkV母線、10. 5kV母線、斷路器和負(fù)荷元件； 所述無窮大等值交流系統(tǒng)和等值發(fā)電機(jī)通過線路與220kV母線連接，降壓變壓器的高 壓側(cè)連接220kV母線，其低壓側(cè)連接I IOkV母線；I IOkV母線通過斷路器連接配電變壓器的 高壓側(cè)，配電變壓器的低壓側(cè)10. 5kV母線連接負(fù)荷元件。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮負(fù)荷頻率特性的負(fù)荷模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述 步驟2中，通過曲線擬合法確定負(fù)荷元件的有功功率一頻率特性系數(shù)P fl和無功功率一頻率 特性系數(shù)Qfl。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的考慮負(fù)荷頻率特性的負(fù)荷模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述 負(fù)荷模型表示為：其中，P表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率，匕表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)有功負(fù)荷初值，P 2表示恒定阻抗有 功負(fù)荷比例，？:表示恒定電流有功負(fù)荷比例，P P表示恒定功率有功負(fù)荷比例；Q表示負(fù)荷節(jié) 點(diǎn)的無功功率，(^表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)無功負(fù)荷初值，Q 2表示恒定阻抗無功負(fù)荷比例，Q :表示恒定 電流無功負(fù)荷比例，Qp表示恒定功率無功負(fù)荷比例；V表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓，V。表示負(fù) 荷節(jié)點(diǎn)的電壓初值，A f表示電力系統(tǒng)的頻率變化量； 維持負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓V為V。不變時(shí)，令中間量中間量I于是式（1)可寫為：由式（2)可得負(fù)荷元件的有功功率一頻率特性系數(shù)Pfl和無功功率一頻率特性系數(shù) Qfl，有：5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮負(fù)荷頻率特性的負(fù)荷模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述 步驟3中，動(dòng)態(tài)負(fù)荷為電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，動(dòng)態(tài)負(fù)荷包括空調(diào)、冰箱和洗衣機(jī)； 所述靜態(tài)負(fù)荷為除電動(dòng)機(jī)負(fù)荷外的其他負(fù)荷，動(dòng)態(tài)負(fù)荷包括白熾燈、熱水器和電視。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮負(fù)荷頻率特性的負(fù)荷模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述 步驟4中，計(jì)算靜態(tài)負(fù)荷的有功功率一頻率特性系數(shù)L dp和無功功率一頻率特性系數(shù)L D(j包 括： 設(shè)隊(duì)表示設(shè)備類型i的有功功率占負(fù)荷節(jié)點(diǎn)有功功率的百分比，且i = 1，. . .，k，k為 負(fù)荷節(jié)點(diǎn)中包含的設(shè)備類型個(gè)數(shù)，Nsl為設(shè)備類型i中靜態(tài)負(fù)荷的有功百分比，P。表示負(fù)荷 節(jié)點(diǎn)的有功負(fù)荷初值，則設(shè)備類型i中靜態(tài)負(fù)荷的有功功率P si為： Psi=N1XNsiXP0 (4) 于是靜態(tài)負(fù)荷的綜合有功功率Psa為負(fù)荷模型中各個(gè)設(shè)備類型的靜態(tài)負(fù)荷有功功率之 和，即：于是靜態(tài)負(fù)荷的有功功率一頻率特性系數(shù)Ldp和無功功率一頻率特性系數(shù)L D(j分別表示 為：I 其中，Pfi表示負(fù)荷元件的有功功率一頻率特性系數(shù)，Q fi表示負(fù)荷元件的無功功率一頻 率特性系數(shù)Pfl。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的考慮負(fù)荷頻率特性的負(fù)荷模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述 步驟5中，計(jì)算負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率一頻率特性系數(shù)和無功功率一頻率特性系數(shù)包括： 設(shè)備類型i的有功功率P1表示為： P1= N1XP0 (8) 根據(jù)式（7)有：其中，Pf表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率一頻率特性系數(shù)，Qf表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的無功功率一頻 率特性系數(shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的考慮負(fù)荷頻率特性的負(fù)荷模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述 步驟6中，根據(jù)故障擬合法確定負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩系數(shù)，包括： 步驟6-1 :確定事故時(shí)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，并確定事故模擬方式； 步驟6-2 :給定電動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩系數(shù)A、B、C ; 步驟6-3 :采用電力系統(tǒng)仿真軟件PSD-BPA或PSD-PSASP進(jìn)行模擬計(jì)算； 步驟6-4 :根據(jù)電力系統(tǒng)的頻率變化量和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率變化量計(jì)算電力系統(tǒng)頻 率變化引起的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)有功功率變化百分?jǐn)?shù)Kpf，有：其中，Af表示電力系統(tǒng)的頻率變化量，且Af =匕-心，匕表示事故后電力系統(tǒng)頻率恢 復(fù)到穩(wěn)定時(shí)頻率，f。表示事故開始時(shí)電力系統(tǒng)的頻率； A P表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率變化量，且△ P = P1-Pid, ?1表示事故后電力系統(tǒng)頻率恢復(fù) 到穩(wěn)定時(shí)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率； 步驟6-5 :比較Kpf與負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率一頻率特性系數(shù)P f，若|Kpf-Pf|大于0.001， 則需調(diào)整A、B、C，返回步驟6-3 ;否則表明給定的電動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩系數(shù)A、B、C即為電動(dòng)機(jī) 負(fù)荷模型的頻率參數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明提一種考慮負(fù)荷頻率特性的負(fù)荷模型構(gòu)建方法，包括以下步驟：獲取負(fù)荷元件的頻率特性曲線；計(jì)算負(fù)荷元件的有功功率－頻率特性系數(shù)和無功功率－頻率特性系數(shù)；將負(fù)荷元件按負(fù)荷特性分為靜態(tài)負(fù)荷和動(dòng)態(tài)負(fù)荷；計(jì)算靜態(tài)負(fù)荷的有功功率－頻率特性系數(shù)和無功功率－頻率特性系數(shù)；計(jì)算負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率－頻率特性系數(shù)和無功功率－頻率特性系數(shù)；確定負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩系數(shù)。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)負(fù)荷模型無法準(zhǔn)確描述負(fù)荷頻率特性的缺點(diǎn)，提高了電力系統(tǒng)仿真計(jì)算的可信度，為電力系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃和安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。
【IPC分類】G06F17/50, H02J3/00
【公開號(hào)】CN105429131
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510889155
【發(fā)明人】王 琦, 趙兵, 湯涌, 易俊, 劉麗平, 王建明, 張健, 郭強(qiáng), 卜廣全, 楊釗
【申請(qǐng)人】中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日