电力负荷模型与基于虚拟仪器的负荷特性测辨系统的研究

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1、摘燮摘要电力受莓模型在电力艘越没诗、运嚣与控裁中其毒熏簧瓣终穗，英建模工终早已引起了国内外电力界学者和工程技术人员的广泛重视。本论文分别研究了基予撵条懿静态受芬模型、麓于享孛经阙络的淤态负势摸型戆综合阪及基子纛织仪器的负荷特性测辨系统的开发等问题，具体内容和所做工作如下；一、魄力静态负荷样条模型在系统频率和电压缓慢变化时负荷的有功与髡功功率相应的变化特僚可用代数方程(戏曲线)描述，番拳此为负荷静态模型。农电力系统的计舞、分橱与控制中。经常要用舞负荷的静态模型。院如，潮流计算、凭功李}偿兢划、瞧压稳宠、频率稳定及长期动态过程的分析等。相对于建立负荷动态模

2、型米说，建立负荷的静态模型院较容翳。现有的负荷静态模型常常采用多项式模型和幂函数模型，这两种模型在描述转绫奄力系统赘静将往方鬣，能够取得令人满意弱精度效果。餐怒隧羞魄力系统的不断发展，各种电力电子设备以及新的非线性熊荷出现在电力系统中，供电网上瓣燕电受麓发生了较大豹变证，这些毅搜零在推动毫力系统发袋豹司辩，又对电力系统提出新的问题，传统的静态模型融经很难描述现代电力负荷的静特性，为了对受蕊豹静特性进行燹磐约撼述，鬟囊毒毅鹣模型形式。为了jc寸负荷的静特性进行更好的分析和描述，本文引入了基于样条函数的静态电力负荷建模慰想，通过对传统模型的结构进彳亍分辑，

3、指出了传统模型产生较大误差的原因。结合样条函数的相关理论，求取模型时可以根据使用场合和数据特点选择使用求勰方程的插僮法，或者使用优化方法豹拟台法，分别对予这两种方法提出相应的算法。插值法通过解一个带肖边界皋件的方程组实现，而且方程组的系数斑阵是一个三对角矩阵，避过特殊三对角降解法髓缀方便圭蠹求出模翟参数。叛合法的求解则是利用瀚数逼近来实现，在把一般的样条函数袭达式转化为含有半截多项式的群条函鼗褒这式嚣，穗含鸯擎截多顼式静样条丞数作为羧台函数。求簿筷鍪参数时，对于指定内节点时，使用广义最小二乘法来辨识参数。在未指定内节点时，本文提毫了分瑟臻纯策臻。爽谣梵

4、蠹苇豢确定嚣煞鏊线羧合靛多矮式参数铙诬迢题。使用广义最小二乘法来解决；外层为最优内节点的非线性规划问题，本文运用非线性规划中的步长加速法实现内节点的最优化。因此，在确定最优内节点的同时，也能实现最佳逼近函数。通过几类典型负荷的仿真计算，表明本负荷模型能够适应复杂的负荷特性描述，为未知模型结构情况下负荷特性的辨识提供了一种新的有效方法。二、基于神经网络的电力负荷综合模型近年来，正确的负荷动特性模型对于分析电力系统动态行为的重要性越来越为人们所认识。在模型辨识方面，不少研究提出将神经网络模型应用于电力负荷动特性建模，取得了一些很有意义的成果。人工神经网络用

5、于动特性建模的理论基础是它具有无限的逼近能力，对于动特性复杂多变的负荷来说，ANN容易做到对单组记录资料的良好逼近。随着负荷特性记录仪记录的负荷特性数据的不断积累，欲使负荷建模工作由研究阶段走向实际应用，就不可避免地面临着多种负荷模型的统一综合问题。目前已有的综合模型强调单一模型整体的资料描述，只能针对于一种模型的记录的全体资料的整体描述，而缺乏对多种类型负荷模型的描述。然而，建模的目的是为了使用，是在仿真计算中更方便地描述电力系统负荷特性，在研究中一种单一负荷模型并不能很好地适应各种复杂情况下系统的需要，实用的负荷模型应具备集合多种负荷模型的能力。本

6、文在首先利用化动态模型的辨识为静态函数拟合的前提下，通过具有分类变量输入的BP神经网络建立了集合多种负荷模型的综合负荷模型。三、基于虚拟仪器的电力负荷特性测辨系统近年来，国内外学者就负荷模型做了大量的研究工作，采用总体辨识法进行了很多负荷特性的现场试验，研制了一些负荷特性测辨装置，取得了一定进展。但已有的负荷特性测辨系统但都存在着扩展性不佳，开发周期较长等一些问题。针对电力系统负荷建模研究的现状，引入了基于虚拟仪器技术的负荷特性辨识系统的设计思想，介绍了虚拟仪器的发展，虚拟仪器软件与硬件的特点，结合负荷建模研究的理论，阐述TN用虚拟仪器技术开发负荷特性

7、辨识系统的可行性及优越性。根据负荷特性辨识理论与方法，通过远程数据采集和控制中心离线辨识的方式，设计了采用图形化编程语言LabVIEW开发的负荷特性辨识系统。研究表明，利用虚拟仪器技术开发负荷特性测辨系统是可行的，实用的，并且可以大大提高开发效率，对于推动负荷建模工作在电力系统运行中的工程应用具有理论意义和实际意义。关键词：负荷模型样条函数综合虚拟仪器测辨AbstractAnappropriatelyaccuraterepresentationofloadisnecessaryforpowersystemstabilityanddynamicAnaly

8、sis。，r撼sthesisstudiestheimportantproblemsinelec