模糊聚类在统计综合法负荷建模中的应用_李培强

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1、第"(卷第1期电力自动化设备A93#"(B9#1"%%(年1月23456785,9:47.;69<=689>2?;8@<4>6+=C#"%%($(模糊聚类在统计综合法负荷建模中的应用李培强!，李欣然!，陈凤!，唐外文"，朱军飞"（!#湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙$!%%&"；"#湖南省电力中心调度局，湖南长沙$!%%%’）!"：论述了统计综合法负荷建模的方法和步骤，并针对统计综合法负荷建模对变电站分类处理的复杂性与主观性的现状，提出一种基于模糊聚类进行数据分类处理的新方法，该方法具有概念清晰、计算方便的特点。通过对湖南电网的!(个变电站数据聚类处理的算例论证了新方法的正确性和有效性)

2、表明模糊聚类在统计综合法负荷建模中具有重要的理论和应用价值。#$%：模糊聚类；负荷建模；统计综合法-$+,-./&’()*：*+’!$；*,"’(：.+01*：!%%/0/%$’（"%%(）%10%%$(0%(负荷模型在电力系统的稳定计算、数字仿真和综合负荷特性，描述这种特性的数学方程组即为负荷静态模型，通常描述为［"］决策运行中起着十分重要的作用。负荷模型是决定仿真结果可信度的关键因素之一，长期以来，在电力!#多项式模型：系统四大元件——发电机（包括原动机、励磁、转速!"!［#（$）"-%（$）-&］［!-（!!）"’］%@@@’$%$%!’%调节系统）、变压器、线路和综合负荷中，前三类元

3、件的建模相对较为容易，模型及模型参数也比较完善$"$!(("(%［#?（）-%?（）-&?］［!-（）’"’］$%$%!’%和成熟。由于综合负荷具有随机时变性、地域分散"#幂函数模型：性、严重非线性等特点，致使负荷模型相对粗糙，高==$!’"精度的发电机、变压器、配电网络的数学模型与粗糙!"!%（）（）$%’%的负荷模型的严重失调，已影响到仿真结果的可信$=(’=$度，甚至不同的负荷模型在有些情况下可能得出截("(%（）（）$%’%然相反的结论，而且实际负荷用电设备的构成差别式中$为实际电压；$%为基值电压；!，(为实际功很大，尤其是电压或电流变化很大时，不同特性的用率；!%，(%为基值功率

4、，即电压和频率为额定值电设备产生不同程度的突变，这也增加了负荷建模的功率；系数#@，%@，&@反映各类有功所占的百的难度和复杂性［!］。对系统的实际负荷特性进行研分比；系数#?，%?，&?反映各类无功负荷所占的究，得出尽可能反映负荷本质特性的模型和参数以百分比，故有下式成立：应用于电力系统调度的仿真计算，无疑具有重要的#@)%@)&@E!理论和工程价值。（!）#?)%?)&?E!!电力负荷建模的统计综合法负荷功率频率变化的特性，可用增量形式表示：!!统计综合法负荷建模是基于统计学原理，其基本"!E!"’!’’%思想是将负荷看成个别用户的集合，每一用户则是各（"）!(类用电设备的集合。将其电器

5、分类并确定各种类型"(E!’%"’!’电器的平均特性，然后根据各类电器的比重，得出综静态负荷模型还有指数模型、带负指数的多项合负荷模型。该方法的重点是建立负荷的静态模型。式模型等多种形式，但根据国内外建模实践经验，多!#!综合负荷的静态模型及其特性数采用多项式和幂指数两种负荷模型。电力仿真计算中，将变电站母线或线路供电的!#"建模方法所有用户的集合称为综合负荷。综合负荷从电网吸负荷建模从行业的平均负荷特性展开建模，最收的功率随母线电压和系统频率而变化的关系称为后回归到变电站母线的综合负荷模型。因此首先调查线路的行业组成及容量比例，并在每个行业中选收稿日期："%%"0!!0!D若干典型用户作为

6、调查对象，确定其用电设备构成基金项目：《高等学校骨干教师资助计划》资助（教技司［"%%"］及所占的容量比例。根据调查所得数据，确定调查/1号）；《湖南省教育厅重点项目》资助（湘教通［"%%!］!D’号）对象的用电设备构成及其所占比例，通过实验室的>>电力自动化设备第!=卷动态模拟与数字仿真，确定典型用户的典型用电设分类选取最符合实际的结果。备的负荷特性及模型，以此为基础可确定典型用户#"改造相似关系为等价关系。由!得到的矩阵的负荷特性。行业负荷特性和线路所含的行业及其"一般只满足自反和对称性，即"是相似矩阵，需所占比例已知后，用综合统计方法确定变电站母线将其改造成!等价矩阵。即采用平方法求出

7、"的传的综合负荷特性，从而建立符合实际的综合负荷递闭包")，")即为所求的!等价矩阵。模型。如图9所示。$"根据不同的!截集水平进行聚类。=%!［A］适用于多元素的模糊聚类=%!%9直接聚类法!"!关系图。在同一论域中，一条路可定义一个元素序列!$9，!$!，!$=，⋯，!$*，*是有限数，元素可以重复出现。"$9称为起点，"$*称为终点。这条路是由下面这些箭头连接的："($9$!"，"($!$="，⋯，"(