黎靜華，葉柳

(廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院，南寧市 530004)

基于出線的變電站綜合負(fù)荷建模方法

黎靜華，葉柳

(廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院，南寧市 530004)

針對(duì)目前統(tǒng)計(jì)綜合法和總體測(cè)辨法等負(fù)荷建模方法存在數(shù)據(jù)需求量大，難以反映負(fù)荷時(shí)變性或辨識(shí)速度慢、精度低等缺點(diǎn)，提出了基于出線的變電站綜合負(fù)荷建模方法。該方法從變電站出線入手，首先建立出線負(fù)荷模型，進(jìn)而對(duì)變電站整體建模，得到含靜態(tài)負(fù)荷、動(dòng)態(tài)負(fù)荷、配電網(wǎng)及電容補(bǔ)償?shù)某鼍€-綜合負(fù)荷模型。仿真算例結(jié)果表明，該方法較總體測(cè)辨法，辨識(shí)速度和精度都有較大的提高，具有一定的可行性及工程實(shí)用性。

負(fù)荷建模；出線-綜合負(fù)荷模型；參數(shù)辨識(shí)

0 引 言

目前數(shù)字仿真已成為電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行與控制中不可缺少的輔助手段。大量的計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果表明負(fù)荷模型對(duì)電力系統(tǒng)數(shù)字仿真結(jié)果影響很大，對(duì)潮流計(jì)算、短路計(jì)算、安全分析、電壓穩(wěn)定等也有一定影響。因此，建立精確的負(fù)荷模型對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行分析具有重要意義[1-7]。隨著電力系統(tǒng)數(shù)字仿真精度要求的逐步提高，其對(duì)負(fù)荷模型的精確性要求也隨之提高。

目前的負(fù)荷建模方法主要有統(tǒng)計(jì)綜合法和總體測(cè)辨法。統(tǒng)計(jì)綜合法需要統(tǒng)計(jì)大量可靠的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)很難獲得，并且統(tǒng)計(jì)工作不能隨時(shí)進(jìn)行，從而無(wú)法考慮負(fù)荷隨時(shí)間變化的特性。為了提高統(tǒng)計(jì)綜合法的精度和可行性，文獻(xiàn)[8]對(duì)典型用戶進(jìn)行精選，對(duì)劃分的每類行業(yè)用戶選取具有代表性的用戶進(jìn)行調(diào)查。文獻(xiàn)[9-10]根據(jù)模糊聚類原理，對(duì)變電站進(jìn)行聚類分析，把負(fù)荷特性相近的用戶歸為一類，再求取聚類綜合特性。然而這些方法還是基于大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并且不能反應(yīng)負(fù)荷特性的時(shí)變性，影響實(shí)際使用效果。

與統(tǒng)計(jì)綜合法相比，總體測(cè)辨法簡(jiǎn)單、實(shí)用、數(shù)據(jù)直接來(lái)源于實(shí)際系統(tǒng)，因而受到廣泛關(guān)注[3]。隨著電力系統(tǒng)建模及分析方法的不斷發(fā)展，負(fù)荷模型已由粗糙的單一靜態(tài)模型逐步轉(zhuǎn)向含動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型乃至考慮配電網(wǎng)和無(wú)功補(bǔ)償?shù)木C合負(fù)荷模型[11-17]。為了提高模型精度，需建立更能體現(xiàn)電力系統(tǒng)實(shí)際的精確負(fù)荷模型，這就使得出線側(cè)等值負(fù)荷模型增多，進(jìn)而需辨識(shí)參數(shù)增多。參數(shù)增多，一方面會(huì)增加計(jì)算量，使收斂速度減慢，另一方面因?yàn)閰?shù)空間維數(shù)的增多，使得搜索到精確解的概率減少，辨識(shí)精度受到影響。

為克服統(tǒng)計(jì)綜合法數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量大、難以考慮負(fù)荷的時(shí)變性和總體測(cè)辨法辨識(shí)速度慢、精度不高的不足，本文提出了一種能考慮負(fù)荷的時(shí)變性，辨識(shí)速度快，且精度較高的基于出線的變電站綜合負(fù)荷建模方法。該方法立足于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，采用“自下而上”的方法建立負(fù)荷模型。首先根據(jù)出線實(shí)測(cè)電壓、有功和無(wú)功數(shù)據(jù)獲得每條出線的負(fù)荷模型，且各出線的負(fù)荷模型參數(shù)可并行辨識(shí)，降低辨識(shí)的復(fù)雜程度，提高辨識(shí)的速度。然后根據(jù)母線實(shí)測(cè)電壓、有功、無(wú)功數(shù)據(jù)，對(duì)每條出線負(fù)荷模型、配電網(wǎng)模型以及電容補(bǔ)償模型進(jìn)行辨識(shí)，進(jìn)而獲得整個(gè)變電站的負(fù)荷模型。

1 負(fù)荷模型結(jié)構(gòu)

1.1 綜合負(fù)荷模型結(jié)構(gòu)

總體測(cè)辨法建模系統(tǒng)通常使用直接考慮配電網(wǎng)的綜合負(fù)荷模型(synthesis load modeling，SLM)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該模型的優(yōu)點(diǎn)在于除了考慮等值靜態(tài)負(fù)荷和等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷之外，還考慮了等值配電網(wǎng)和電容補(bǔ)償。在實(shí)際母線與虛擬母線之間用1個(gè)阻抗(RD+jXD)來(lái)表示等值配電網(wǎng)絡(luò)，更接近實(shí)際配電網(wǎng)絡(luò)。

圖1 SLM結(jié)構(gòu)

該模型把所有出線的靜態(tài)負(fù)荷用1個(gè)等值靜態(tài)負(fù)荷表示，把所有出線的動(dòng)態(tài)負(fù)荷用1個(gè)等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷表示。但每條出線的負(fù)荷類型各異，把所有出線當(dāng)做一個(gè)整體進(jìn)行辨識(shí)與實(shí)際相差較大。

1.2 出線-綜合負(fù)荷模型結(jié)構(gòu)

為反映變電站各出線情況，使模型更準(zhǔn)確、更符合運(yùn)行實(shí)際，本文提出了與基于出線的變電站綜合負(fù)荷建模方法相適應(yīng)的出線-綜合負(fù)荷模型。以含2條出線的模型為例，出線-綜合負(fù)荷模型結(jié)構(gòu)如圖2所示。該模型在實(shí)際母線與虛擬母線之間建立等值配電網(wǎng)絡(luò)，虛擬母線與所有出線及電容補(bǔ)償連接，每條出線均含有等值靜態(tài)負(fù)荷和等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷。

圖2 出線-綜合負(fù)荷模型結(jié)構(gòu)

2 建模方法

2.1 建模基本思想

基于出線的變電站綜合負(fù)荷建模方法采用“自下而上”的思想，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行分層建模和辨識(shí)。第1層為出線層，包括所有變電站出線，每條出線由等值靜態(tài)負(fù)荷和等值電動(dòng)機(jī)并聯(lián)組成，出線負(fù)荷模型的輸出功率等于等值靜態(tài)負(fù)荷模型與等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型輸出功率之和。為獲得出線模型，首先建立每條出線的等值靜態(tài)負(fù)荷模型和等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型，再根據(jù)各出線實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)辨識(shí)模型未知獨(dú)立參數(shù)，最后得到各出線負(fù)荷模型方程。

第2層為出線-綜合負(fù)荷層，這一層從整體把握，包含出線負(fù)荷模型、等值配電網(wǎng)模型和電容補(bǔ)償模型，出線-綜合負(fù)荷模型的輸出功率等于出線負(fù)荷模型、等值配電網(wǎng)模型、電容補(bǔ)償模型輸出功率之和。根據(jù)實(shí)際母線的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合各出線負(fù)荷模型，對(duì)等值配電網(wǎng)模型、電容補(bǔ)償模型的未知獨(dú)立參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，獲得整個(gè)變電站的負(fù)荷模型，即出線-綜合負(fù)荷模型?；诔鼍€的變電站綜合負(fù)荷建模方法流程如圖3所示。

基于出線的變電站綜合負(fù)荷建模方法立足于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，與統(tǒng)計(jì)綜合法相比，既避免了大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，又能反應(yīng)時(shí)變性。與總體測(cè)辨法相似，基于出線的變電站負(fù)荷建模方法也是對(duì)負(fù)荷群進(jìn)行集結(jié)，建立負(fù)荷模型，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。但是基于出線的變電站負(fù)荷建模方法與總體測(cè)辨法的最大不同在于負(fù)荷集結(jié)的方式不同，總體測(cè)辨法把負(fù)荷群體看做一個(gè)整體，集結(jié)于變電站母線上。而基于出線的變電站負(fù)荷建模方法則從負(fù)荷特性較為簡(jiǎn)單的出線入手，先把負(fù)荷集結(jié)于各出線上，求出各出線模型，再把出線負(fù)荷模型、等值配電網(wǎng)模型、電容補(bǔ)償模型集結(jié)于變電站母線上。各出線模型需要辨識(shí)的參數(shù)比綜合負(fù)荷模型需要辨識(shí)的參數(shù)少，并且各出線需要辨識(shí)的參數(shù)互不影響，可并行辨識(shí)，這就減少了參數(shù)之間相互制約的因素，降低辨識(shí)的復(fù)雜程度，提高辨識(shí)速度和精度。

圖3 建模流程圖

2.2 出線負(fù)荷模型方程

每條出線的負(fù)荷模型均由各出線的等值靜態(tài)負(fù)荷模型和等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型并聯(lián)組成。出線負(fù)荷模型的輸出功率等于等值靜態(tài)負(fù)荷模型與等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型輸出功率之和。

等值靜態(tài)負(fù)荷模型采用多項(xiàng)式模型，其形式如式(1)、(2)所示：

(1)

(2)

式中：Pl,ZIP、Ql,ZIP分別表示出線l的靜態(tài)負(fù)荷模型的有功功率和無(wú)功功率；Pl,ZIP0、Ql,ZIP0分別表示出線l的靜態(tài)負(fù)荷模型初始穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的有功功率和無(wú)功功率；kp，l,Z、kp，l,I、kp，l,P分別表示出線l靜態(tài)負(fù)荷中恒定阻抗負(fù)荷、恒定電流負(fù)荷、恒定功率負(fù)荷的有功功率所占的比例；kq,l,Z、kq,l,I、kq,l,P分別表示出線l靜態(tài)負(fù)荷中的恒定阻抗負(fù)荷，恒定電流負(fù)荷，恒定功率負(fù)荷的無(wú)功功率所占的比例；Ul和Ul,0分別為出線l節(jié)點(diǎn)電壓和初始穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓。

等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型采用同步坐標(biāo)系下的計(jì)及機(jī)電暫態(tài)的三階模型，其形式如式(3)～(5)所示：

(3)

(4)

(5)

定子電流方程如式(6)、(7)所示：

(6)

(7)

式中：Rl,s為出線l的定子電阻；Ul,x和Ul,y分別為出線l同步坐標(biāo)下的直軸、交軸電壓。

等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型輸出方程如式(8)所示：

(8)

式中Pl,M、Ql,M分別表示出線l的動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型的有功功率和無(wú)功功率。

得到等值靜態(tài)負(fù)荷模型和等值電動(dòng)機(jī)模型后，根據(jù)式(9)求出各出線負(fù)荷模型。

(9)

式中Pl,m、Ql,m分別表示出線l負(fù)荷模型的有功功率和無(wú)功功率。

2.3 出線-綜合負(fù)荷模型方程

得到各出線模型之后，再綜合等值配電網(wǎng)模型、電容補(bǔ)償模型，得到出線-綜合負(fù)荷模型，其形式如式(10)所示：

(10)

式中：Pm、Qm分別表示出線-綜合負(fù)荷模型的有功功率和無(wú)功功率；PD、QD分別表示等值配電網(wǎng)的有功功率和無(wú)功功率；QC表示電容補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率；L表示出線總條數(shù)。

等值配電網(wǎng)模型方程如式(11)所示：

(11)

式中：RD、XD分別表示等值配電網(wǎng)的電阻和電抗；P、Q、U分別表示變電站母線實(shí)測(cè)有功功率、無(wú)功功率和電壓。

電容補(bǔ)償模型方程如式(12)所示：

(12)

式中XC表示電容補(bǔ)償?shù)娜菘埂?/p>

3 參數(shù)辨識(shí)

3.1 模型初始化

模型的初始穩(wěn)態(tài)條件是其必須滿足的邊界條件，據(jù)此可以確定動(dòng)態(tài)微分方程的狀態(tài)變量的初始值以及有關(guān)初始穩(wěn)態(tài)功率。

(1)分別按感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)、靜態(tài)負(fù)荷和發(fā)電機(jī)參數(shù)初始化導(dǎo)納矩陣。

(2)求出各出線動(dòng)態(tài)負(fù)荷初始有功功率Pl,M0、無(wú)功功率Ql,M0和靜態(tài)負(fù)荷初始功率有功功率Pl,ZIP0、無(wú)功功率Ql,ZIP0。

Pl,M0=Pl,mpPl,0

(13)

(14)

Pl,ZIP0=Pl,0-Pl,M0

(15)

Ql,ZIP0=Ql,0-Ql,M0

(16)

式中：Pl,mp為出線l的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)比例；Ul,0為出線l節(jié)點(diǎn)初始穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓；Pl,0為出線l初始穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的有功功率；Ql,0為出線l初始穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的無(wú)功功率；Bl,M0表示感應(yīng)電動(dòng)機(jī)初始電納矩陣。

(3)根據(jù)電動(dòng)機(jī)電壓和功率求出初始滑差s0，再由式(17)求出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子初始角速度ωr0。

ωr0=1-s0

(17)

(4)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)初始值的確定如式(18)所示。其中感應(yīng)電動(dòng)機(jī)初始電流根據(jù)初始穩(wěn)定條件確定，如式(19)所示。

(18)

(19)

3.2 重點(diǎn)辨識(shí)參數(shù)

出線負(fù)荷模型和出線-綜合負(fù)荷模型中，除輸入的出線節(jié)點(diǎn)電壓、各出線負(fù)荷功率、變電站母線電壓、母線負(fù)荷功率之外，其余參數(shù)都是未知的。因此，要得到出線負(fù)荷模型和出線-綜合負(fù)荷模型，則需要辨識(shí)模型獨(dú)立參數(shù)，非獨(dú)立參數(shù)根據(jù)初始穩(wěn)態(tài)條件及參數(shù)本身約束解出。

出線負(fù)荷模型獨(dú)立參數(shù)有：kp，l,Z、kp，l,I、kp，l,P、kq，l,Z、kq，l,I、kq，l,P、Pl,mp、Tl,m0、Rl,s、Xl,s、Xl,m、Rl,r、Xl,r、Tl,j、A、B；出線-綜合負(fù)荷模型獨(dú)立參數(shù)有：RD、XD、XC。辨識(shí)的參數(shù)越多，一方面會(huì)增大計(jì)算量，另一方面也會(huì)影響辨識(shí)的精度。因此，只選擇對(duì)模型影響較大的參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，非重點(diǎn)辨識(shí)參數(shù)用典型值代替。出線負(fù)荷模型重點(diǎn)辨識(shí)的參數(shù)有：kp，l,Z、kp，l,I、kp，l,P、kq，l,Z、kq，l,I、kq，l,P、Pl,mp、Tl,m0、Xl,s；出線-綜合負(fù)荷模型重點(diǎn)辨識(shí)的參數(shù)有：XD、XC。RD/XD采用固定比例15。非重點(diǎn)辨識(shí)參數(shù)典型值的設(shè)置參考表1。

表1非重點(diǎn)辨識(shí)參數(shù)典型值

Tab.1Typicalvaluesofnon-keyidentificationparameters

3.3 辨識(shí)準(zhǔn)則與目標(biāo)函數(shù)

參數(shù)辨識(shí)的過(guò)程就是求解需辨識(shí)參數(shù)，使得模型輸出功率與實(shí)際值誤差最小，尋求誤差最小用目標(biāo)函數(shù)表示。辨識(shí)準(zhǔn)則就是使得目標(biāo)函數(shù)最小或滿足終止條件。終止條件一般為達(dá)到最大迭代次數(shù)限制或連續(xù)若干次迭代的目標(biāo)函數(shù)值不變。各出線負(fù)荷模型以及出線-綜合負(fù)荷模型的目標(biāo)函數(shù)均定義為系統(tǒng)實(shí)測(cè)響應(yīng)與模型響應(yīng)之差的平方和。各出線負(fù)荷模型目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式如式(20)所示，出線-綜合負(fù)荷模型的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式如式(21)所示。

[Ql(i)-Ql,m(i)]2}

(20)

[Q(i)-Qm(i)]2}

(21)

式中：N為測(cè)量數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；i為采樣時(shí)間點(diǎn)；Pl(i)為采樣時(shí)間點(diǎn)i時(shí)出線l的實(shí)測(cè)有功功率；Pl,m(i)為采樣時(shí)間點(diǎn)i時(shí)出線l的模型有功功率；Ql(i)為樣時(shí)間點(diǎn)i時(shí)出線l的實(shí)測(cè)無(wú)功功率；Ql,m(i)為采樣時(shí)間點(diǎn)i時(shí)出線l的模型有功功率；P(i)為采樣時(shí)間點(diǎn)i時(shí)變電站母線的實(shí)測(cè)有功功率；Pm(i)為采樣時(shí)間點(diǎn)i時(shí)變電站母線的模型有功功率；Q(i)為樣時(shí)間點(diǎn)i時(shí)變電站母線的實(shí)測(cè)無(wú)功功率；Qm(i)為采樣時(shí)間點(diǎn)i時(shí)變電站母線模型有功功率。

3.4 參數(shù)辨識(shí)步驟

步驟1：設(shè)出線負(fù)荷模型獨(dú)立待辨識(shí)重點(diǎn)參數(shù)初值，非重點(diǎn)辨識(shí)參數(shù)賦典型值，計(jì)算非獨(dú)立參數(shù)值。

步驟2：根據(jù)式(13)～(16)初始化計(jì)算得到各出線等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷初始功率和靜態(tài)負(fù)荷初始功率。

步驟3：根據(jù)式(1)～(2)求得各出線等值靜態(tài)負(fù)荷有功、無(wú)功功率。

步驟4：根據(jù)式(17)～(18)計(jì)算得到電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性狀態(tài)變量初值。

步驟5：用龍格庫(kù)塔法解式(3)～(5)微分方程組，進(jìn)而根據(jù)式(6)～(8)求得各出線等值電動(dòng)機(jī)負(fù)荷有功、無(wú)功功率。

步驟6：根據(jù)式(9)求得各出線負(fù)荷的有功、無(wú)功功率。

步驟7：根據(jù)式(20)計(jì)算目標(biāo)函數(shù)值，若不滿足收斂條件或終止條件則重復(fù)步驟1～7，若滿足則可得到各出線負(fù)荷模型。

步驟8：設(shè)出線-綜合負(fù)荷模型獨(dú)立待辨識(shí)重點(diǎn)參數(shù)(XD、XC)初值。

步驟9：根據(jù)式(11)計(jì)算等值配電網(wǎng)的功率損耗。

步驟10：根據(jù)式(12)計(jì)算電容補(bǔ)償功率損耗。

步驟11：根據(jù)式(10)計(jì)算變電站母線負(fù)荷有功、無(wú)功功率。

步驟12：根據(jù)式(21)計(jì)算目標(biāo)函數(shù)值，若不滿足收斂條件或終止條件則重復(fù)步驟8～12，若滿足則可得到出線-綜合負(fù)荷模型。

4 算例分析

為采集辨識(shí)所需數(shù)據(jù)，用Matlab/Simulink仿真軟件搭建如圖2所示系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真。在電源側(cè)設(shè)置三相短路故障，故障持續(xù)0.1 s，記錄故障下變電站母線電壓、有功功率、無(wú)功功率數(shù)據(jù)和出線1、出線2的電壓、有功功率、無(wú)功功率數(shù)據(jù)。采集的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為300個(gè)點(diǎn)，時(shí)間為1.2 s。

利用采集的數(shù)據(jù)，分別對(duì)綜合負(fù)荷模型參數(shù)和出線-綜合負(fù)荷模型參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。辨識(shí)結(jié)果的優(yōu)劣通過(guò)誤差來(lái)體現(xiàn)，模型的整體誤差用目標(biāo)函數(shù)值表示。結(jié)果見(jiàn)表2～3和圖4～5。

表2 出線負(fù)荷模型誤差

表3綜合負(fù)荷模型與出線-綜合負(fù)荷模型誤差對(duì)比

Tab.3Errorcontrastbetweensynthesisloadmodelandoutlet-synthesisloadmodel

圖4 有功功率對(duì)比曲線

圖5 無(wú)功功率對(duì)比曲線

由圖4、5可知，在故障持續(xù)0.1 s中，出線-綜合負(fù)荷模型的有功、無(wú)功功率均更接近仿真值。故障切除后到功率平穩(wěn)前，綜合負(fù)荷模型的有功、無(wú)功振蕩幅值與仿真值更接近；出線-綜合負(fù)荷模型的有功、無(wú)功第1個(gè)振蕩周期的幅值較大，無(wú)功后續(xù)振蕩幅值較大。出線-綜合負(fù)荷模型無(wú)功振蕩幅值較大是因?yàn)槭艹鼍€負(fù)荷模型的影響，出線負(fù)荷模型沒(méi)有電容補(bǔ)償，無(wú)功振蕩幅值較大。從表3的誤差對(duì)比來(lái)看，出線-綜合負(fù)荷模型的誤差是0.032 9，小于綜合負(fù)荷模型的誤差0.040 0。因此，從整體上看，出線-綜合負(fù)荷模型優(yōu)于綜合負(fù)荷模型。

由表2可知，出線模型的誤差都比較小，這是因?yàn)槊織l出線需要辨識(shí)的參數(shù)比總體測(cè)辨法綜合負(fù)荷模型需要辨識(shí)的參數(shù)少，減少了參數(shù)之間相互制約的因素，降低辨識(shí)的復(fù)雜程度。此外，建立出線負(fù)荷模型更符合電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況。這些都是使得基于出線的變電站綜合負(fù)荷建模方法優(yōu)于綜合負(fù)荷模型的重要原因。

每條出線需要辨識(shí)的參數(shù)比總體測(cè)辨法綜合負(fù)荷模型需要辨識(shí)的參數(shù)少也使得辨識(shí)的速度有所提高。另外，各出線的參數(shù)并不相互影響，可進(jìn)行并行辨識(shí)，不會(huì)因?yàn)槌鼍€的增多而使得辨識(shí)時(shí)間增加。出線模型確定后，出線-綜合負(fù)荷模型需要辨識(shí)的參數(shù)只有等值配電網(wǎng)電抗和等值電容補(bǔ)償容抗2個(gè)，辨識(shí)速度大大提高。

為了更好地分析2種建模方法的優(yōu)劣，計(jì)算每個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的有功偏差εpn、無(wú)功偏差εqn。

(21)

式中：Pn、Qn表示第n個(gè)時(shí)間點(diǎn)實(shí)測(cè)有功功率、無(wú)功功率；Pmn、Qmn表示第n個(gè)時(shí)間點(diǎn)模型輸出的有功功率、無(wú)功功率。

表4為模型偏差分布情況，由表4可知，出線-綜合負(fù)荷模型有功功率、無(wú)功功率在0≤ε<0.01和0.01≤ε<0.05范圍的點(diǎn)均比綜合負(fù)荷模型多，說(shuō)明出線-綜合負(fù)荷模型大部分時(shí)間點(diǎn)的有功、無(wú)功偏差比綜合負(fù)荷模型小，出線-綜合負(fù)荷模型精度優(yōu)于綜合負(fù)荷模型。

表4模型偏差分布情況

Tab.4Distributionofmodeldeviation點(diǎn)數(shù)

總的來(lái)說(shuō)，總體測(cè)辨法需要測(cè)量的數(shù)據(jù)只有變電站母線上的數(shù)據(jù)，而基于出線的變電站綜合負(fù)荷建模方法不僅需要測(cè)量變電站母線上的數(shù)據(jù)，還需要測(cè)量出線的數(shù)據(jù)。但是基于出線的變電站綜合負(fù)荷建模方法比總體測(cè)辨法參數(shù)辨識(shí)的速度更快、模型精度更高。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)統(tǒng)計(jì)綜合法數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量大、難以考慮負(fù)荷的時(shí)變性和總體測(cè)辨法不易收斂、收斂精度不高的不足，提出了基于出線的變電站綜合負(fù)荷建模方法。并通過(guò)搭建電力系統(tǒng)負(fù)荷模型，對(duì)負(fù)荷參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。結(jié)果表明，該方法較總體測(cè)辨法，辨識(shí)速度和精度都有較大的提高，具有一定的可行性及工程實(shí)用性。

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(編輯：張小飛)

Outlet-BasedSubstationComprehensiveLoadModelingMethod

LI Jinghua, YE Liu

(College of Electrical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China)

At present, the component-based method, the measurement-based method and other modeling methods require large amount of statistical data, so they are difficult to reflect the load time-varying characteristics, and have the disadvantages of slow speed and low accuracy of identification, etc. To solve these problems, this paper proposed the outlet-based synthesis load modeling method for substations. From the outlet of the substation, this method first established outlet load model, then constructed model for substation as a whole, and obtained outlet-synthesis load model including static load, dynamic load, distribution network and capacitance compensation. The simulation example results show that, compared with the measurement-based method, the identification speed and precision of this method has a larger increase, with a certain feasibility and practicability.

load modeling; outlet-synthesis load model; parameter identification

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51377027)。

TM 715

： A

： 1000-7229(2014)09-0007-06

10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.002

2014-05-26

：2014-06-30

黎靜華 (1982)，女，博士后，副教授，研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樨?fù)荷側(cè)需求管理、電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與控制，E-mail:lijinghua@gxu.edu.cn；

葉柳 (1991)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與控制，E-mail:yeliu111@foxmail.com。