量测量的时延差对状态估计的影响及其对策

监控和数据采集(SCADA)系统的量测量没有统一的时标,更新周期长,而且对延较大。同步采样的相量测量单元(PMU)正成为电力系统中另一种重要的数据采集装置,它可以反映动态响应且时延较小;由于带有精确时标,即使通道传输存在时延也能保证时间断面的一致性。为在状态估计中协调这两种量测量,处理各量测量不同的时延,建立了 SCADA量测时延的均匀分布模型,分析了各量测数据所反映的时间断面不一致性对状态估计精度的影响,提出了对时延不同的量测量的处理方法。通过对IEEE 14节点电网和一个366节点的实际电网的仿真,验证了该方法的有效性。

计及PMU支路电流相量的状态估计模型

评述了相量量测在电力系统状态估计中的各种应用模型,包括仅采用相量测量装置(PMU)的量测进行线性估计、在非线性估计中加入PMU电压幅值和相角量测,以及把非线性估计和线性估计结合等方案。把PMU量测值直接作为估计值虽然可以降低估计的维数,但不一定有利于估计精度。当前PMU的配置还难以满足可观性要求,故必须将PMU量测与其他量测一起用于状态估计。但在非线性估计中,很难直接利用PMU支路电流量测,特别是其相角量测。文中提出通过量测变换来计及PMU支路电流幅值和相角量测的模型。对各种非线性估计模型的仿真说明该模型的估计精度优于其他方案。

计及状态估计性能的PMU测点禁忌优化配置

介绍了PMU测点优化配置现状;分别从利用PMU量测提高状态估计精度和状态估计方程数值稳定性出发,给出了PMU测点优化配置模型,并给出了禁忌优化算法。仿真表明,提出的禁忌优化配置算法是有效的。

基于日负荷曲线的负荷分类和综合建模

针对广域电力系统中负荷节点面广量大的困难,提出了基于日负荷曲线的、将统计综合法与总体测辨法相结合的电力负荷综合建模思路。首先通过对全网所有220kV(或110kV)负荷节点典型日负荷曲线进行构成分析,得出各负荷节点中行业用电构成的负荷比例；然后采用谱系数平均距离聚类分析法对全网负荷节点进行分类；再根据分类结果和少量负荷节点的实测参数,推广获得所有节点的负荷模型参数。该方法已成功应用于河南电网和福建电网,结果表明新方法简单实用、效果良好,为广域电力系统的负荷建模提供了新途径。

广义电力负荷的模型结构与参数确定

针对区域负荷中含有电源但仍然以电力负荷为主的广义电力负荷,在分析电源对广义电力负荷建模影响的基础上,给出了广义电力负荷的3种模型结构。提出了广义电力负荷模型的参数确定策略,指出等值发电机参数可以采用理论等值方法确定,而负荷模型参数可以采用辨识方法确定。最后给出了仿真结果。

空调群负荷动态特性分析与建模

为仿真分析空调群负荷的动态特性并建立其模型,在所建立的单台空调负荷模型的基础上,应用电力综合稳定分析程序(PSASP),对某变电站进行配电网扩展,分别接入全空调负荷和混合负荷(包括空调、感应电动机、恒阻抗)。当端电压大于临界电压时,空调群特性可由Karlsson-Hill模型反映;包含空调启动时,分别讨论假设空调群内空调同时启动、均匀启动以及正态分布随机启动3种情况。同时启动时,空调群启动部分沿用单台空调启动模型;均匀启动以及正态分布随机启动时,功率分段拟合。仿真结果表明:10kV母线上的冲击要明显大于0.4kV-3母线上的冲击;全空调负荷时的冲击要明显大于混合负荷时的冲击;空调群同时启动时的冲击最强,正态分布随机启动时次之,均匀启动时冲击最小。

单台空调负荷动态特性分析与建模

空调负荷的比例和影响日益增大，为分析其停机特性、启动特性以及电压扰动特性，选用一台辅助电热型分体落地式房间空调器进行实测。结果表明：0．6倍额定电压为空调的停机电压；空调启动时电流冲击倍数可达5～10倍，在0．3～0．5S之内平息；电压扰动过程中，当电压大于停机电压时有功功率变化小而无功功率变化大，当电压降到停机电压后空调停机且功率为0，当电压恢复到187V后再经过3～5s空调可重新启动，因此空调的电压扰动特性是分时段的。在此基础上对单台空调进行建模：电压高于停机电压时采用Karlsson-Hill模型，低于停机电压时空调停机，电压恢复时采用启动模型，可用一指数函数近似拟合功率振荡下降的包络线，结果表明该负荷模型可以很好地拟合空调的特性。

电力负荷建模的在线统计综合法

常规的负荷建模统计综合法工作量较大,精确性不够,无法考虑负荷随时间变化的特性。文中提出充分利用营销部门负荷控制系统采集的用户侧功率信息和能量管理系统(EMS)提供的变电站功率信息,结合经过简化的抽样人工调查统计,实现负荷建模的在线统计综合。由于负荷控制系统和EMS对用户基本资料与实际用电情况可自动更新,因此,负荷模型参数可以实现动态、长效管理。给出了在福建电网安兜变电站实际应用的结果。

含有空调的综合电力负荷建模研究

随着经济的发展,空调负荷在负荷成分中已占有相当大的比重,并且对电网电压稳定有着不可忽略的负面影响。为了分析夏季含有大量空调区域的负荷特性,给出了含有空调的综合电力负荷建模的方法。对于其中的空调负荷比例这一重要参数,提出了一种基于地理分区,按照负荷节点类型计算空调负荷比例的实用化方法。通过单台空调实验,分别用纯电动机模型和电动机综合负荷模型辨识空调负荷参数,拟合其动态响应。结果表明,空调负荷在正常干扰时,不能够采用纯电动机模型描述,而应该采用综合电动机负荷模型描述。

福建电网负荷在线综合建模系统

介绍了福建电网负荷在线综合建模系统。该系统基于"分类"、"在线"、"综合"和"实用化"的建模思路,在充分利用当前各种负荷相关数据源的基础上,对统计综合建模方法和总体测辨建模方法进行了改进和综合,构建了负荷模型参数动态和长效管理的平台,从而较好地适应了负荷的时变性和多样性。目前实际应用结果表明系统已经正常运行。

基于SLM模型的负荷模型总体测辨方法

福建电网已经建立了负荷在线综合建模系统,实现了负荷模型的在线动态维护。系统一期采用了基于CLM模型的负荷模型总体测辨方法,该模型由于没有充分考虑配网阻抗对负荷模型的影响,在实际应用中与实际负荷特性存在一定偏差。为了进一步提高负荷实测模型准确度,该文提出并实现了基于SLM模型的负荷模型总体辨识方法,并给出了SLM模型的辨识结果。基于SLM模型的负荷实测模型的应用将进一步提高电网仿真计算的精度。

福建电网实测负荷模型对仿真计算的影响

在电网仿真计算中,采用不同负荷模型的计算结果往往差别很大。为提高负荷模型的准确度,必须对负荷模型进行实测。本文基于福建电网在线负荷综合建模系统给出的实测负荷模型,分析了采用实测负荷模型对电网仿真计算的影响,并给出了相应的机理解释。通过对实测负荷模型进行校核分析,为实测负荷模型的应用打下了基础。

短路电流辅助决策在线计算

在线短路电流分析大多只具备计算及短路电流超标的预警功能,尚不能给出控制短路电流超标措施的建议。阐述了短路电流辅助决策在线计算的两种实现方法:一种是根据各设备投停状态形成措施空间,结合变结构电力系统故障计算方法,给出停运发电机、停运线路及投运串联电抗三种辅助决策措施;另一种,则基于实时厂站拓扑分析,获得主接线方式,给出母线分裂运行或线路出串运行两种辅助决策措施。短路电流辅助决策在线计算在某省级电网的应用实例,证明了该方法具有较高的工程实用价值。

半波长输电真型试验线路构建分析及其过电压特性

半波长交流输电线路的特性与常规线路差异较大,目前尚没有实际工程应用。在工程实施前,开展真型线路试验对半波长输电的特性进行验证十分必要。该文对采用多段750 k V线路串联形成的半波长真型线路进行了研究,提出了半波长真型线路试验路径方案,构建了点对网的真型线路试验系统。采用电磁暂态计算程序(EM TPE)对真型线路的稳态特性进行了研究,分析了沿线装置和线路参数不均匀等因素的影响;研究了半波长真型线路试验系统的过电压特性,并提出过电压的控制措施。研究结果表明:采用多段750 k V线路串联而成的真型线路,其稳态特性与均匀半波长线路基本相符;采用750 k V变电站内避雷器,可以将真型线路试验过电压控制在允许水平内。