[发明专利]一种电力系统负荷模型辨识参数向低压节点等效的方法

摘要

本发明涉及电力系统负荷辨识参数向低压节点等效的方法，属于电力系统负荷模型参数辨识领域。首先将从高电压节点基于类噪声信号辨识得到的负荷模型参数，利用网络拓扑计算该节点至下属各低压节点的总传输电抗；将其依照电压不变原则分配给静负荷和电动机支路；将串入静负荷支路的传输电抗向高压节点的并联等效，并将串入电动机支路的传输电抗归入电动机模型中进行并联等效；将等效静负荷中的并联电抗归入并联等效得到的新电动机模型；利用辨识参数与等效参数对应相等列解方程，得到低压节点的负荷模型参数折算结果。本发明通过简单、有效的网络拓扑结构化简，实现电力系统中高压节点下的负荷模型辨识参数向低压节点的等效过程，具有广泛的适用性。

主权项

1.一种电力系统负荷模型辨识参数向低压节点等效的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)设定电力系统中的高压节点下的恒阻抗Z_H与电动机负荷M_H并联，并设定电力系统中的低压节点下的恒阻抗Z_L与电动机负荷M_L并联；(2)采用基于类噪声信号的负荷模型参数辨识方法，对电力系统中同步相量测量单元的高压节点的电压幅值、相角和功率曲线进行参数辨识，得到高压节点的负荷模型参数，包括电动机转子开路电抗X_H、电动机转子暂态电抗X’_H、电动机转子开路时间常数T_{d0_H}、恒阻抗Z_H中的静负荷电阻R_H和动静负荷比pct；(3)根据电力系统的功率基值S_B、高压节点所在电压等级的电压基值U_B1和低压节点所在电压等级的电压基值U_B2，得到高压节点到多个低压节点之间的各变压器的漏抗标么值和各变压器低压侧至低压节点的传输线路的电抗标么值，将漏抗标么值和传输线路的电抗标么值相加，得到高压节点至各低压节点的支路传输电抗X_d，d＝1、2、…、n，n为高压节点至低压节点的支路数；(4)根据步骤(2)中的动静负荷比pct，对步骤(3)的支路传输电抗X_d进行分解，得到低压节点下恒阻抗Z_L所在支路的电抗X_dz和电动机负荷M_L所在支路的电抗X_dm，遍历高压节点至各低压节点的所有支路，重复本步骤，得到所有低压节点下的电抗X_dz和电抗X_dm；(5)使步骤(4)中的低压节点下恒阻抗Z_L中的静负荷电阻R_L与恒阻抗Z_L所在支路的电抗X_dz成为并联形式，实现串并联等效，得到互相并联的电阻R_Lb和电抗X_{dz_b}，重复本步骤，实现n条支路的串并联等效，使并联后的所有n条支路的电阻R_Lb并联，使并联后的所有n条支路的电抗X_{dz_b}并联，得到高压节点下的恒阻抗Z_H，该恒阻抗Z_H的电阻记为R_H，恒阻抗Z_H的电抗记为X_b，R_H即为高压节点负荷模型中的静负荷电阻参数；(6)将步骤(4)中的电动机负荷M_L所在支路的电抗X_dm归入原低压侧电动机M_L中，得到一个电动机模型M_L’，在该电动机模型M_L’中，电动机的转子开路电抗X_LM为原低压侧电动机M_L的开路电抗X_L加上X_dm，电动机的转子暂态电抗X_LM’为原低压侧电动机M_L的暂态电抗X’_L加上X_dm，低压侧电动机M_L的转子开路时间常数不变，为T_{d0_L}，将n台电动机模型M_L’并联等效成一台电动机模型M_H’：该电动机M_H’的转子开路电抗X为n台电动机模型M_L’转子开路电抗的并联值，该电动机M_H’的转子暂态电抗X’为n台电动机模型M_L’转子暂态电抗的并联值，该电动机M_H’的转子开路时间常数T_d0为n台电动机模型M_L’转子开路时间常数的算术平均值；(7)将步骤(5)等效得到的高压节点下恒阻抗Z_H的电抗X_b归入步骤(6)的电动机模型M_H’中，利用下式，计算得到高压节点下的电动机模型如下：其中，X_H、X’_H和T_{d0_H}为待求量，X_H、X’_H和T_{d0_H}分别表示高压节点下负荷模型中的转子开路电抗、转子暂态电抗和转子开路时间常数，X_b为步骤(5)中恒阻抗Z_H的电抗，X、X’和T_d0分别为步骤(6)中电动机M_H’的转子开路电抗、转子暂态电抗和转子开路时间常数。(8)设定各低压节点下负荷模型参数互相一致，将低压节点下负荷模型参数的电动机转子开路电抗记为X_L，电动机转子暂态电抗记为X’_L，电动机转子开路时间常数记为T_{d0_L}，恒阻抗中的静负荷电阻记为R_L，将X_L、X’_L、T_{d0_L}和R_L作为未知量，重复步骤(3)至步骤(7)，得到用未知量X_L、X’_L、T_{d0_L}和R_L表示的高压节点模型参数表达式，该高压节点模型参数表达式的数量与未知量X_L、X’_L、T_{d0_L}和R_L的数量相等，令各高压节点模型参数表达式分别等于步骤(2)中的各辨识参数，得到与未知量X_L、X’_L、T_{d0_L}和R_L的数量相等的多个方程构成的方程组，求解该方程组，得到低压节点下的负荷模型参数，实现电力系统负荷模型辨识参数向低压节点的等效过程。