[发明专利]一种电网综合负荷模型中各负荷成分所占比例的计算方法

摘要

本发明涉及一种电网综合负荷模型中各负荷成分所占比例的计算方法，属于电力系统的电网稳定控制技术领域。首先测量电网运行稳态时的电网负荷节点的母线电压、母线电压的初相位、有功功率以及无功功率；当电网发生扰动时，重新测量上述参数。累积有四次扰动的量测数据后，根据四次测量值，列写负荷模型参数的八元一次代数方程组，求解该方程组，计算得到电动机功率比例。本发明的算方法，物理意义明晰、实现简单、结果准确，可应用于电力系统负荷建模和参数辨识软件系统中，实现负荷主导参数的快速辨识，为后续的电力系统安全稳定分析和控制提供基础。

主权项

一种电网综合负荷模型中各负荷成分所占比例的计算方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）测量电网负荷节点的母线电压U、有功功率P、无功功率Q以及母线电压的初相位θ，设电网中一个平衡节点的母线电压的初相位为0度，电网负荷节点母线电压的初相位等于该母线电压与平衡节点之间的相位差；（2）当电网运行达到稳态时，将电网负荷节点的母线电压、有功功率、无功功率以及母线电压的初相位的四个测量值分别记为U0、P0、Q0和θ0；（3）设定一个电网负荷节点母线电压的阈值，将实时测量的电网负荷节点的母线电压与阈值相比较，若电网负荷节点的母线电压的实时测量值小于阈值，则认定电网发生扰动，并进行步骤（4），若电网负荷节点的母线电压的实时测量值大于或等于阈值，则继续实时测量；（4）当电网发生扰动时，记录第i次扰动时电网负荷节点的母线电压、有功功率、无功功率以及母线电压的初相位的四个测量值分别记为Ui、Pi、Qi和θi，i从1开始计数；（5）若i计数到4，则进行步骤（6），若i小于4，则进行步骤（3），继续实时测量；（6）根据步骤（2）的稳态测量值和步骤（3）—步骤（5）的四组扰动测量值，建立一个电网综合负荷模型的联立方程如下： P 1 = ( U 1 U 0 ) cos θ 1 · K 1 + ( U 1 U 0 ) sin θ 1 · K 2 + ( U 1 U 0 ) 2 · K 3 + ( U 1 U 0 ) · K 4 + K 5 P 2 = ( U 2 U 0 ) cos θ 2 · K 1 + ( U 2 U 0 ) sin θ 2 · K 2 + ( U 2 U 0 ) 2 · K 3 + ( U 2 U 0 ) · K 4 + K 5 P 3 = ( U 3 U 0 ) cos θ 3 · K 1 + ( U 3 U 0 ) sin θ 3 · K 2 + ( U 3 U 0 ) 2 · K 3 + ( U 3 U 0 ) · K 4 + K 5 P 4 = ( U 4 U 0 ) cos θ 4 · K 1 + ( U 4 U 0 ) sin θ 4 · K 2 + ( U 4 U 0 ) 2 · K 3 + ( U 4 U 0 ) · K 4 + K 5 Q 1 = U 1 U 0 sin θ 1 · K 1 - U 1 U 0 cos θ 1 · K 2 + ( U 1 U 0 ) 2 · K 6 + ( U 1 U 0 ) · K 7 + K 8 Q 2 = U 2 U 0 sin θ 2 · K 1 - U 2 U 0 cos θ 2 · K 2 + ( U 2 U 0 ) 2 · K 6 + ( U 2 U 0 ) · K 7 + K 8 Q 3 = U 3 U 0 sin θ 3 · K 1 - U 3 U 0 cos θ 3 · K 2 + ( U 3 U 0 ) 2 · K 6 + ( U 3 U 0 ) · K 7 + K 8 Q 4 = U 4 U 0 sin θ 4 · K 1 - U 4 U 0 cos θ 4 · K 2 + ( U 4 U 0 ) 2 · K 6 + ( U 4 U 0 ) · K 7 + K 8 上式中，K1~K8的表达式如下：K1＝P0KMK2＝P0KMctgαK3＝(1‑KM)P0KZK4＝(1‑KM)P0KIK5＝(1‑KM)P0KP K 6 = 2 sin 2 α K M P 0 + ( Q 0 - P 0 K M tan α ) K Z K7＝(Q0‑P0KMtanα)KIK8＝(Q0‑P0KMtanα)KP上式中，P0、Q0为电网运行稳态时测量得到的负荷有功功率和无功功率，α为电网综合负荷中电动机的内电势角，KM为电网综合负荷中感应电动机有功功率占负荷总功率的比例，KZ为电网综合负荷中恒阻抗负荷有功功率占负荷总功率的比例，KI为电网综合负荷中恒电流负荷有功功率占负荷总功率的比例，KP为电网综合负荷中恒功率负荷有功功率占负荷总功率的比例；（7）求解步骤（6）的联立方程，得到K1～K8，通过下式计算出电网综合负荷模型各成分的比例KM、KZ、KI和KP： K M = K 1 P 0 ; K Z = K 3 ( 1 - K M ) P 0 ; K I = K 4 ( 1 - K M ) P 0 ; K P = K 5 ( 1 - K M ) P 0 .