计及跟随型和支撑型分布式光伏的广义综合负荷模型及两阶段参数聚合等效方法

为有效聚合等值包含不同控制类型分布式光伏发电系统的配电网,提出一种计及跟随型和支撑型分布式光伏的广义综合负荷模型及两阶段模型参数聚合等效方法。通过将跟随型和支撑型光伏等效模型与传统综合负荷模型并联形成广义综合负荷模型,实现对实际配电网并网特性的有效拟合;基于参数灵敏度分析与改进的微分进化算法,通过两阶段聚合等效确定模型参数,避免模型未知参数过多带来的辨识解分散性大的弊端。基于PSCAD和MATLAB验证了所提模型的自描述能力、泛化能力和参数稳定性。

一种含燃料电池发电系统的广义综合负荷模型

基于MATLAB/Simulink仿真工具并运用总体测辨建模的方法,研究燃料电池发电系统对配电网侧综合负荷建模的影响。通过对暂态过程中燃料电池发电系统的动态运行特性分析,将燃料电池发电系统看做一个功率消耗为负的广义动态负荷,并采用二阶微分状态方程建立其动态行为的数学模型,进而提出用感应电动机并联燃料电池和静态负荷的广义综合负荷模型来等效描述含燃料电池发电系统的配电网侧综合负荷特性。对3种典型运行方式下系统受到不同的扰动强度进行仿真分析,验证了所提出的广义综合负荷模型的有效性、内插外推能力和参数稳定性。

考虑含全钒液流电池储能系统的广义综合负荷模型

构建了适用于电网仿真的全钒液流电池(all-vanadium redox flow battery,VRB)模型,研究了VRB储能系统的外特性.从外特性等效拟合的原理出发,忽略VRB系统的无功功率,提出了VRB储能系统的等效模型.该模型结构简单,参数少,易于辨识,能够有效拟合电网在大扰动和连续小扰动情况下的储能系统外特性,其优势在于能够模拟电池储能的出力极限情形.建立了所提出的VRB等效模型与考虑配电网参数和无功补偿的传统负荷模型并联的广义综合负荷模型(Generalized Synthesis Load Model,GSLM),对含VRB储能系统的配电网广义综合负荷特性进行辨识建模.算例表明,与传统综合负荷模型相比,该GSLM能够更精确描述含储能系统的配电网综合负荷特性,VRB在综合负荷中比例越大,这种优势越明显,且模型参数辨识结果具有较好的稳定性和综合描述能力.

一种考虑光伏发电系统的广义综合模型

分布式光伏发电系统(photovoltaic generation systems,PVGS)深刻影响了配网侧综合负荷特性,研究考虑分布式光伏发电系统的配网侧广义综合负荷模型是解决分布式光伏发电系统参与电网仿真的有效途径。简述了光伏电池模型及PVGS的并网控制策略,基于MATLAB/Simulink搭建了PVGS仿真平台;通过仿真并分析PVGS动态特性,提出一种适合广义负荷建模的PVGS外特性等效模型——恒功率并联过阻尼状态的电阻、电感及电容(resistance-inductance-capacitance,RLC)串联电路,进行并通过了有效性检验;将PVGS等效模型并联经典综合负荷模型(classic load model,CLM),构建了考虑分布式PVGS的配网侧广义综合负荷模型。通过对比分析此广义综合负荷模型与已有广义综合负荷模型的描述性能,仿真表明本文模型的精确性更好,尤其是多场景下的描述能力;讨论了模型参数的稳定性,结果表明稳定性良好。

考虑电池储能系统的配电网广义综合负荷建模

针对含电池储能系统(batter energy storage system,BESS)的配电网参与电网仿真所需的广义综合负荷模型展开研究。阐述了BESS的仿真数学模型,搭建了基于MATLAB/Simulink的BESS仿真平台;通过对BESS暂态运行特性的仿真分析,提出了一种面向负荷的BESS等效模型并进行了检验;建立了考虑BESS的配电网广义综合负荷模型,该广义综合负荷模型由BESS等效模型和经典综合负荷模型(composite load model,CLM)并联构成;通过多场景的仿真分析,检验了提出的广义综合负荷模型的有效性和模型参数稳定性。

考虑双馈风电机的配网广义综合负荷建模

提出考虑双馈风电机接入的配电网广义综合负荷模型。通过仿真结合机理分析指出可采用恒功率源对面向负荷建模的双馈式风电机暂态外特性进行等效描述,将其与传统配网综合负荷模型结合即可得广义综合负荷模型;在不同运行方式下分别对样本进行多曲线拟合参数辨识,将模型拟合效果与传统内插、外推效果进行对比,结果显示多曲线拟合可得适应性更强的模型参数,且根据辨识结果可评估分布式电源并网容量,模型结构合理、有效;为简化广义模型结构,将恒功率源并入传统ZIP模型的恒功率部分得到广义ZIP模型并对相应参数转换关系进行推导。

一种考虑广义负荷时变性的动态模型研究方法

针对广义负荷随时间变化下难以进行动态建模的问题,提出一种结合聚类分析和总体测辨法的动态建模方法。对复杂的时变性场景采用k-means算法进行聚类,再进一步通过改进的粒子群算法辨识故障样本数据。最后,基于实际历史数据和DIgSILENT仿真平台的算例结果表明,能够在考虑负荷时变性的情况下有效地进行动态建模。

含逆变型分布式电源的综合负荷建模

研究分布式光伏、燃料电池、微型燃气轮机等逆变型分布式电源对配电网综合负荷特性的影响。当逐步增大分布式电源的比例时,传统综合负荷模型(CLM)将难以准确描述该区域的综合负荷特性。基于逆变型分布式电源的共性,提出考虑逆变型分布式电源影响的广义综合负荷模型(GCLM),并通过仿真计算,验证该广义综合负荷模型在逆变型DG高渗透率情况下的有效性。

含微型燃气轮机发电的配电网综合负荷建模

为了研究含微型燃气轮机发电(microturbine generation,MTG)的配电网综合负荷模型,建立了适合用于分布式发电仿真的MTG数学模型,提出了MTG三阶微分状态方程的等效描述模型,通过建模仿真验证了模型的有效性.在此基础上,提出了含MTG的配电网广义综合负荷模型结构——MTG等效描述模型并联传统综合负荷模型.在3种不同负荷水平、不同扰动程度条件下对该广义综合负荷模型的有效性进行了检验,验证结果表明,本文所提出的广义综合负荷模型具有较好的自描述能力、泛化能力和参数稳定性.

电力系统负荷建模研究综述与展望

负荷建模研究是电力系统运行与控制中的基础性问题,既具有非常重要的理论意义,又具有十分显著的实用价值。在回顾已有负荷建模成果的基础上,归纳了负荷模型结构和模型参数的获取方法,整理了负荷模型应用现状,并总结了现有负荷建模方法的不足;然后分析了负荷建模的发展趋势,包括负荷特性重大变化对建模工作的新挑战、电网结构变化对建模工作的新需求和大数据、人工智能快速发展带来的新机遇;最后将未来负荷建模工作总结为解决模型结构的“定性正确”和模型参数的“定量准确”两步走问题,提出建立考虑主动负荷的广义综合负荷模型,并借助人工智能技术,综合采用多种在线建模方法,构建“分类分时”负荷模型数据库,建立负荷建模的长效机制。