电力系统负荷模型结构与参数辨识的研究
考虑频率特性的感应电动机负荷模型的对比研究
考虑频率特性的感应电动机负荷模型的对比研究梁伟;鞠平;余一平【摘要】Previous studies mostly focused the voltage characteristics of load rather than the frequency characteristics. The frequency may vary obviously in the small or weak power grid, so the frequency characteristics should be studied. The fifth-order induction motor load model and the new third-order practical induction motor load model are given. A method for load parameter estimation is proposed, i.e. estimating the key load parameters through ant colony optimization (ACO). In a simulation case, the identification results of two load models are compared with and without considering frequency characteristics. Finally, the measured data under a disturbance in Xinjiang Power Grid are used to validate the necessity of considering frequency characteristics. It is indicated that the load parameter estimation and simulation results with considering frequency characteristics are better than that without considering frequency characteristics, and the fifth-order induction motor load model is better than the new third-order practical induction motor load model. <br> This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No. 51137002 and No. 51190102), National High Technology Research and Development Program of China (863 Program) (No.2011AA05A103), and State Grid Corporation of China, Major Projects on Planning and Operation Control of Large Scale Grid (No. SGCC-MPLG001 (001-031)-2012).%以往主要研究负荷的电压特性，很少研究频率特性。
电力系统负荷预测
摘要负荷预测是电力系统规划、计划、用电、调度等部门的基础工作。
讨论了年度负荷预测、月度负荷预测和短期负荷预测的特点、成熟方法，分析了负荷预测问题的各种解决方案，并指出未来的主要研究方向。
根据国内电力系统负荷预测的实践和国外的经验，对我国开展电力系统负荷预测工作提出了一些建议。
关键词：电力系统；负荷预测；模型；参数辨识第一章引言负荷预测是从已知的用电需求出发，考虑政治、经济、气候等相关因素，对未来的用电需求做出的预测。
负荷预测包括两方面的含义：对未来需求量(功率)的预测和未来用电量(能量)的预测。
电力需求量的预测决定发电、输电、配电系统新增容量的大小；电能预测决定发电设备的类型(如调峰机组、基荷机组等)。
负荷预测的目的就是提供负荷发展状况及水平，同时确定各供电区、各规划年供用电量、供用电最大负荷和规划地区总的负荷发展水平，确定各规划年用电负荷构成。
第二章负荷预测的方法及特点电力系统负荷预测的原理通常来说预测电力系统负荷最直接最有效的方法是建立一个负荷模型，该模型有两层含义：一是负荷的时空特性，二是负荷电压和频率特性。
对于负荷的时空特性指的是随着时间与空间的不同分布，负荷的分布也会不同。
这种负荷模型往往是比较复杂的，研究人员通常是采用负荷时间曲线来描述这种特性。
这样负荷曲线以时间为依据，就可以分为日负荷、周负荷、季负荷以及年负荷；如果换成以时空角度为划分依据，则此曲钱又可分为系统、节点和用户三种负荷曲线；若按照负荷的性质来分，负荷曲线又可以分为工业、农业、市政以及生活负荷等。
在一般的安全运行的过程中，负荷模型指的就是未来时空特性，因此也可以将此作为负荷预测模型。
通常负荷预测模型包含的内容是非常广泛的，在运行的过程中不仅能进行短期或者实时的负荷预测，还能在规划电力系统时做长期的预测。
负荷的预测通常采用的是概率统计，有效地分析工具即为时间序列分析，由于是预测未来的负荷，所以会存在或多或少误差。
对于未来负荷预测误差所产生的原因主要是一些不确定的因素与负荷变化的规律不一致，如某些自然灾害可能会导致停电，这样负荷曲线就会在事故时段出现一些突变。
电气工程应用专题-电力系统仿真与建模
i(t)
i i mi mi mt
各轴异比相似
;
t t mt
i'(t’)
mi mt ; mt 1
1.电力系统模拟的基本原理与意义
1.3 系统模拟的基本原理
1.3.1 基本概念
（2）相似的基本类型： （c) 绝对相似： 2个系统中所产生的全部过程（物理量）完全相似——全部几何 尺寸和相应参数在时间和空间上所产生的全部变化完全相似 （d) 完全相似： 2个系统中所研究的某一（某些）现象的一切过程在时间和空间 上都是相似的。 例：2台同步发电机电磁现象完全相似：i(t)、u(t)、电场和磁场分布相似。 （e) 局部相似（不完全相似）：个别方面的相似 例：2台同步发电机，i(t) 相似，但电场和磁场分布不相似。 （f) 近似相似：在某些假设条件下的现象相似 例：研究2台同步发电机的（电磁）暂态过程，可以不计定子电流中的直流 分量 以及 转子电流中的周期分量
I、S（P、Q）、Z 、Y ，它们之间将满足某种固定关系。 根据相似第一定理，原型系统（“0”）和模型系统（“1”）的 各物理量之间应当满足如下关系：
V0 I S Z Y mv ; 0 mi ; 0 ms ; 0 mz ; 0 my V1 I1 S1 Z1 Y1
mv mi mv mv2 1 ; 1 ; 1 ; mz my 1 ms mz mi mz ms
工业负荷
Composite Load 农业 负荷 居民 商业 负荷 负荷
同步发电机 (Synchronous Generator)
原动机及转速调节系统
特点：近似；规模大；灵活；开发周期短；投入小、效率高 应用：非常广泛（如： PSASP、BPA）
3.电力系统数字仿真的基本原理与特点
三道防线：构筑大电网安全屏障(标准版)
( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改三道防线：构筑大电网安全屏障(标准版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes三道防线：构筑大电网安全屏障(标准版)近年来，美国、加拿大、俄罗斯等国发生的大面积停电，引起了国际社会对电网安全的高度关注。
党中央、国务院领导高度重视我国电网的安全稳定问题，多次作出重要批示，要求电力部门加强防范，保证电网安全和电力的有序供应。
国家电网公司作为关系国家安全和国民经济命脉的国有重点能源企业，长期以来坚持把确保国家电网的安全和稳定作为首要工作来抓：组织专家学者对我国电网安全问题进行分析和经验总结，针对国外大停电事故进行反思；组织科研力量开展大量科技研发，提升了我国大电网分析和控制的能力；编制《国家电网公司“十一五”科技发展规划》和《大电网安全关键技术研究框架》等，确定了未来较长一段时间的科研攻关项目和研究目标。
经验和启示合理规划：电网安全的物质基础保证电网安全首先必须保证电网规划安全。
加强电网建设、合理规划电网是电网安全的第一步。
国家电网公司提出的发展特高压电网，加强城网建设的发展目标，将为电网安全奠定坚实的物质基础。
合理规划网架、建设结构清晰的网架结构，坚持分层分区，加强受端电网建设，送端电源合理接入受端电网等技术原则，是国家电网公司在长期电网规划中取得的宝贵经验。
管理机制：电网安全的保障参与电网的各利益主体，包括发电公司、电网公司、用户等都必须为电网的安全承担责任和义务。
为此，要制定适合我国国情的电力市场模式和具有合理利润回报的电价体系，建立公正、合理的激励约束机制，促进电厂和电网的同步发展；在管理方面，要坚持统一规划、统一调度；在电网运行方面，要制定强制性技术标准，规范电网参与者的责任和义务，严格执行调度命令。
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本课程的基本内容与教学要求：
内容：
1、系统辨识的基本概念 2、 系统辨识应用——电力系统负荷建模的基本原理与方法
要求：了解——熟悉——应用
基本概念 基本原理 基本方法 基本应用
第0章 系统辨识概论
1.1 电力系统负荷建模的目的与意义
1.1.2 电力系统数字仿真的关键理论与技术问题
(1) 建模理论与技术——元件建模、系统建模 成熟的元件模型：发电机、变压器模型、线路模型 亟待完善的模型：综合负荷模型、二次系统模型
(2) 数值计算方法——计算效率与速度、收敛性、数值稳定性 (3) 超大规模系统的协同仿真技术 (4) 计算机技术与通信——硬件支持 (5) 编程技术——面向对象、图形化、可视化
现 出的变化特性 V、f —— 作用在负荷上的激励（输入）； P、Q—— 负荷产生的对应响应（输出）， 也可以用电流描述（ip、iq or ix、iy）。
(2) 负荷特性的类型：
静态特性、动态特性 电压特性、频率特性、电压-频率关联的负荷特性 有功特性、无功特性
1.4 负荷特性、负荷模型与负荷建模
例如：研究电力系统稳态潮流或短路电流时，所参与的物理量包括V、I、S （P、Q）、 Z 、Y ，它们之间将满足某种固定关系。
根据相似第一定理，原型系统（“0”）和模型系统（“1”）的各物理量之间应当满足：
V V 1 0 m v;I I1 0 m i ;S S 1 0 m s;Z Z 1 0 m z;Y Y 1 0 m y
1.2 电力系统负荷的基本概念
电力负荷的两种基本涵义：
(1) 用户或设备从电网吸收(或发出)的功率 (如“负荷水平”、“负荷预测”)；
基于感应电动机的负荷模型参数辨识研究
基于感应电动机的负荷模型参数辨识研究xx学院毕业设计(论文)开题报告题目：基于感应电动机的负荷模型参数辨识研究课题类别：设计学生姓名：学号：班级：专业（全称）：指导教师：2010年 4月一、本课题设计（研究）的目的：(1)了解电力系统负荷建模重要性的基础上，掌握电力负荷模型的基本概念及分类，重点掌握静态负荷模型、动态负荷模型并建立综合负荷的概念。
(2)了解电力系统负荷建模的方法及研究现状的基础上，重点研究动态负荷模型中的感应电动机模型。
(3)掌握感应电动机模型的结构特点及待辨识参数的物理意义。
(4)理解感应电动机负荷模型参数辨识实现过程，通过感应电动机的三种综合负荷模型对样本进行参数辨识，以比较和分析这三种模型对实际综合负荷的描述效果。
二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：随着我国主要电网互联进程的推进，电网的复杂程度愈来愈高，其动态稳定性及电压稳定性问题愈来愈突出，负荷模型对系统计算结果的影响已变得不容忽视。
在东北—华北交流联网系统稳定性分析和东北—华北联网工程调试等工程项目的研究中，采用的负荷模型和参数严重地影响了系统稳定性计算结果的可信度，给决策方案的取舍带来了一定困难。
为了解决这一问题，必须探索适用于我国现阶段大规模互联电网的负荷模型和建模方法。
由于电力系统数字仿真已被广泛应用于电力系统的规划、设计、运行和研究等领域，数字仿真结果常常被作为相关决策的依据，因此仿真的准确度愈来愈受到重视。
随着研究的深入，最后将负荷模型从恒电流模型改成电动机加上某种静态负荷的模型后，仿真结果才与现场记录相一致，这充分说明目前用于电力系统动态仿真模型或参数改进而建立和使用基于实测数据的负荷模型具有十分重要的现实意义。
目前，负荷建模方法可归纳为两类，即统计综合法和总体测辨法。
在过去的 20 年中，对于采用上述两种方法进行负荷建模的研究已取得了许多成果。
由于电网运行水平越来越接近于极限以及大量电力电子设备的涌现，导致了20世纪70—80年代建立的负荷模型已不适用于电力系统动态仿真。
电力系统参数解耦与识别方法研究
电力系统参数解耦与识别方法研究随着电力系统的发展和智能化程度的提高，如何准确解耦和识别电力系统的参数成为一个重要的研究课题。
电力系统参数的解耦和识别对于系统运行的稳定性和可靠性具有重要意义，它可以帮助系统操作者更好地了解系统行为，并为系统的故障诊断和系统控制提供更准确的信息。
本文将探讨电力系统参数解耦与识别方法的研究进展和应用情况。
首先，需要明确电力系统的参数解耦和识别的概念。
电力系统是一个复杂的动态系统，由发电机、输电线路、变压器、负荷等组成。
电力系统的参数包括发电机的电导、电感、阻抗，输电线路的电阻、电抗和电容，变压器的变比、接线方式等。
电力系统的参数解耦即将复杂的电力系统划分为不同的子系统，每个子系统包含一组独立的参数。
电力系统的参数识别即从电力系统的运行数据中确定各个子系统的参数值。
在电力系统参数解耦方面，有多种方法可以实现。
一种常用的方法是使用变量聚类分析，将系统中的变量划分为不同的群组。
通过对系统变量的测量数据进行聚类分析，可以找到相互关联程度较高的变量组合，从而将电力系统分解为多个相对独立的子系统。
另一种常用的方法是使用主成分分析法，通过对系统的状态变量进行线性变换，将系统变量转化为一组新的无关联的变量。
这样可以减小系统的维度，从而实现参数解耦。
在电力系统参数识别方面，也有多种方法可以应用。
一种常用的方法是使用数学模型和优化算法进行参数识别。
通过建立准确的电力系统模型，并基于测量数据，利用优化算法寻找使模型输出与实际测量值之间误差最小的参数组合。
另一种常用的方法是使用系统辨识方法，通过对系统的输入输出信号进行分析，从而推断系统的参数。
例如，可以使用递归最小二乘法对电力系统进行辨识，从而得到系统的参数值。
除了上述方法，还有一些新兴的技术和方法被应用于电力系统参数解耦与识别研究中。
例如，机器学习和人工智能技术可以通过对大量的历史数据进行学习和训练，从而实现对电力系统参数的解耦和识别。
另外，基于数据驱动的方法也在电力系统参数识别中得到广泛应用。
分析电力系统负荷建模的自动故障拟合法
及 其优 缺 点 ．重 点 对 电 力 系统 负荷 建模 的 自动 故 障拟 合 法进
行分析。
中， ＷＡ ＭＳ （ 即广 域 测 量 系统 ） 在 电 网故 障 的 侦 测 中被 广 泛 应 用， 我 们 依 据 ＷＡ Ｍ Ｓ 实测 得 到 的 故 障 轨 迹 ， 先 选 择 多条 目标
分析电力系统 负荷建模 的自动故 障拟合法
周 千波 （ 四川电力设计咨询有限责任公司， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 在 电力 系统中 ， 各个元件都可 以用数学模 型来得到表示 ， 系统模 型的建 立是数字仿真技术 的基础 ， 其 中的负荷模型 对于 电力系统的
电压稳定和暂态稳定特性及稳定性控制都有着重要的意义， 在本文里 ， 我们首 先了解 电力系统负荷建模的一些相 关基础知识 ， 重点分析 电力系
统 负 荷 建 模 的 自动 故 障 拟 合 法 。
【 关键词 】 电力系统 ； 负荷建模 ； 故障拟合 ； 参数辨识
【 中图分类号 】 Ｔ Ｍ ７ ４ ３
【 文献标识码 】 Ｂ
【 文章编号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ０ １ ６ １ — ０ ２
系统 的特 性 预 测 并 寻 求有 效 的 系统 性 能 改进 途径 ，数 字 仿 真
技 术得 到 了广泛 的应 用 ， 我们都知道 ， 电 力 系统 中各 个 元 件 都 可 以 通 过数 学模 型 来表 示 ，由 各 种 数 学 模 型 架 构 而 成 的 全 系