一種基于日負荷曲線在線獲取綜合負荷模型參數(shù)的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)負荷建模領域，特別涉及一種基于日負荷曲線在線獲取綜合 負荷模型參數(shù)的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著國內(nèi)主要大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)進程的推進，電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大，同時復雜程度也 越來越高，電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性以及動態(tài)穩(wěn)定性問題日益突出。負荷模型對于電力系統(tǒng)數(shù)字 仿真的重要性不斷加強，電網(wǎng)實時仿真計算對負荷模型的實時性提出了更高的要求。實時 仿真計算的根本目的在于提高仿真計算結果的準確性，使調(diào)度人員實時把握因網(wǎng)絡拓撲結 構和負荷變化對運行狀態(tài)的影響，提高調(diào)度的準確性，在確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的前提下， 提高運行的經(jīng)濟性和充分發(fā)揮電網(wǎng)的輸/供電能力。
[0003] 為了滿足電網(wǎng)運行與控制要求的不斷提高，需要能夠更加準確地反映電網(wǎng)負荷特 性的綜合負荷模型。然而，由于負荷模型本身的地域分散性和隨機時變性等原因，獲得合理 描述各負荷節(jié)點的綜合負荷模型較為困難，使得其成為影響電力系統(tǒng)仿真準確度提高的重 要因素。近年來，隨著國內(nèi)外負荷建模研究工作的迅速發(fā)展，研究人員提出了采用多種測量 手段進行在線負荷建模，并從解決負荷模型的地域分散性和隨機時變性問題及負荷模型有 效性的驗證上出發(fā)來完善負荷建模工作。要使負荷模型參數(shù)的隨機時變性得到解決，在進 行負荷建模時需要充分利用實時更新的數(shù)據(jù)源。有研究人員以統(tǒng)計綜合獲得的用電行業(yè)負 荷組成特性及變電站綜合負荷的行業(yè)負荷構成特性作為基礎，綜合運用模糊聚類與模式識 別原理，充分利用SCADA系統(tǒng)的變電站綜合負荷的日負荷曲線以及負控系統(tǒng)的用戶日負荷 曲線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對統(tǒng)計綜合法獲得的變電站綜合負荷用電行業(yè)負荷構成比例，取得了較好 的效果。上述說明了實時數(shù)據(jù)反映負荷特性的能力，但并未考慮不同負荷時間段負荷模型 的時變性。因此實時準確的負荷建模是一項特別困難的工作。所以應用日負荷曲線在線實 時獲取負荷模型參數(shù)以此解決負荷建模難的問題是具有工程意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種基于日負荷曲線在線獲取綜合負荷模型參數(shù)的方法，利用行業(yè) 負荷特征矩陣和變電站日負荷功率曲線建立功率平衡方程組，從而在線實時獲得典型用電 行業(yè)構成比例，克服現(xiàn)有技術中無法實時獲取負荷模型參數(shù)的問題。
[0005] -種基于日負荷曲線在線獲取綜合負荷模型參數(shù)的方法，對負荷控制系統(tǒng)米集的 典型用戶日負荷曲線建立典型用電行業(yè)負荷特征矩陣；然后根據(jù)SCADA系統(tǒng)獲得的與上述 用戶日負荷曲線在時間上同步的變電站日負荷功率曲線，建立與典型用電行業(yè)負荷特征矩 陣相關聯(lián)的變電站各日負荷功率采樣點的功率平衡方程組，并求解各個典型用電行業(yè)負荷 基準容量構成的列向量；將典型用電行業(yè)負荷特征矩陣與典型用電行業(yè)負荷基準容量構成 的列向量相結合求得與日負荷曲線相對應的各時間點變電站綜合負荷的典型用電行業(yè)構 成比例，完成綜合負荷模型參數(shù)的在線實時獲取。
[0006] 所述典型用電行業(yè)負荷特征矩陣如下：
[0007]
[0008] 其中，Lij為典型用電行業(yè)j在時刻i以Sj為基準的標幺功率，η為典型用電行業(yè) 日負荷曲線的采集時間點數(shù)，m表示變電站綜合負荷含有m個典型用電行業(yè)，表示典型用 電行業(yè)j的基準容量，j=l, 2,…，m。
[0009] 所述日負荷曲線所有采樣點的變電站負荷功率平衡方程組為LbSb=P b ;
[0010] 其中
，Pbi為利用SCADA系統(tǒng)獲得 的變電站在時刻i的負荷功率有名值，i=l，2,…，η ;
[0011] Lb為行業(yè)負荷特征矩陣，每列元素為一個典型用電行業(yè)標幺化日負荷曲線；
[0012] Sb為各典型行業(yè)負荷基準容量構成的列向量；
[0013] Pb為為變電站日負荷曲線各采樣時間點負荷功率構成的列向量。
[0014] 所述各個典型用電行業(yè)負荷基準容量構成列向量Sb的求解方法如下：
[0015] 運用最小二乘法求解f(sR)=f (s,，s9, "^SJ = I IlrSr-PrI I，在滿足約束條件sB > 〇 時，求得最小二乘解使得：
對應于最小二 乘解Sb的變電站負荷功率計算值。
[0016] 所述將典型用電行業(yè)負荷特征矩陣與典型用電行業(yè)負荷基準容量構成列向量相 結合求得與日負荷曲線相對應的各時間點變電站綜合負荷的典型用電行業(yè)構成比例，具體 計算過程如下：
[0017] 步驟1 :首先利用求得的各個典型行業(yè)負荷容量基向量按照以下公式計算出任意 時間點i變電站綜合負荷功率有名值Pbi
[0018] LilSALi2SfLi3SfHdL imSm-Pw
[0019] 時間點i，j典型行業(yè)負荷功率有名值Pbi」為
[0020] Pbi J=LijSj ；
[0021] 步驟2 :i時刻j典型用電行業(yè)負荷構成比例Ku按照公式
計算得到，完 成變電站典型用電行業(yè)負荷構成比例的在線實時獲取。
[0022] 所述m的取值為4或5,所述η的取值為48或96。
[0023] 各典型用電行業(yè)的標幺化日負荷曲線可以通過負控系統(tǒng)所獲得的典型用電用戶 日負荷曲線的分類與綜合得到，屬于現(xiàn)有技術；各典型用電行業(yè)的標幺化日負荷曲線，反映 了典型用電行業(yè)的負荷特征，稱為各典型用電行業(yè)負荷特征矩陣。
[0024] SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)米集與監(jiān)視控 制系統(tǒng)；SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎的DCS與電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)。
[0025] 典型用電行業(yè)是指通過負荷裝置所屬于的行業(yè)根據(jù)某地區(qū)用戶的行業(yè)歸屬，并參 考統(tǒng)計綜合法建模的用電行業(yè)分類辦法，將行業(yè)分為四類，分別是輕工業(yè)、重工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市 政生活與三產(chǎn)業(yè)。
[0026] 所述典型用電行業(yè)符合容量基向量即指典型用電行業(yè)負荷基準容量構成的列向 量。
[0027] 有益效果
[0028] 本發(fā)明提供了一種基于日負荷曲線在線獲取綜合負荷模型參數(shù)的方法，對負荷控 制系統(tǒng)采集的典型用戶日負荷曲線建立典型用電行業(yè)負荷特征矩陣；然后根據(jù)SCADA系統(tǒng) 獲得的與上述用戶日負荷曲線在時間上同步的變電站日負荷功率曲線，建立與典型用電行 業(yè)負荷特征矩陣相關聯(lián)的變電站各日負荷功率采樣點的功率平衡方程組，并求解各個典型 用電行業(yè)負荷基準容量的列向量；將典型用電行業(yè)負荷特征矩陣與典型用電行業(yè)負荷容 量基向量相結合求得與日負荷曲線相對應的各時間點變電站綜合負荷的典型用電行業(yè)構 成比例，完成綜合負荷模型參數(shù)的在線實時獲取；該方法有效地利用了實際工程中能夠方 便地獲得的全電網(wǎng)范圍內(nèi)的典型用戶和變電站的日負荷曲線，既可以獲得日負荷曲線各采 樣時間點的變電站用電行業(yè)構成比例，也可以簡化地得到分時段的變電站用電行業(yè)構成比 例；在此基礎上即可實現(xiàn)與日負荷曲線同步的變電站用電行業(yè)構成比例和負荷模型參數(shù)的 在線修正。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明所述方法的流程圖；
[0030] 圖2為典型用電行業(yè)標幺化日負荷曲線；
[0031] 圖3為典型行業(yè)及變電站日負荷功率曲線；
[0032] 圖4為變電站各時間點的實際的行業(yè)比例與計算的行業(yè)比例。
【具體實施方式】
[0033] 下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0034] 典型用電行業(yè)是指通過負荷裝置所屬于的行業(yè)根據(jù)某地區(qū)用戶的行業(yè)歸屬，并參 考統(tǒng)計綜合法建模的用電行業(yè)分類辦法，將行業(yè)分為四類，分別是輕工業(yè)、重工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市 政生活與三產(chǎn)業(yè)。
[0035] SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)米集與監(jiān)視控 制系統(tǒng)；SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎的DCS與電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)。
[0036] 如圖1所示，一種基于日負荷曲線在線獲取綜合負荷模型參數(shù)的方法，包括以下 幾個步驟：
[0037] 首先，對負荷控制系統(tǒng)采集的典型用戶日負荷曲線建立典型用電行業(yè)負荷特征矩 陣；
[0038] 假設變電站綜合負荷含有m個典型行業(yè)，任一典型行業(yè)的基準容量為S/j=l，2,… ，m)，則通過對負荷控制系統(tǒng)采集的典型用戶日負荷功率曲線進行行業(yè)分類與綜合，即可獲 得各典型行業(yè)以I為基準的標幺化日負荷曲線如式（1)所示。
[0040] 各典型用電行業(yè)的標幺化日負荷曲線可以通過負控系統(tǒng)所獲得的典型用電用戶 日負荷曲線的分類與綜合得到，屬于現(xiàn)有技術；各典型用電行業(yè)的標幺化日負荷曲線，反映 了典型用電行業(yè)的負荷特征，稱為各典型用電行業(yè)負荷特征矩陣。
[0041] 所述典型用電行業(yè)負荷特征矩陣如下：
[0042]
[0043] 其中，Lij為典型用電行業(yè)j在時刻i以Sj為基準的標幺功率，η為典型用電行業(yè) 日負荷曲線的采集時間點數(shù)，m表示變電站綜合負荷含有m個典型用電行業(yè)，表示典型用 電行業(yè)j的基準容量，j=l, 2,…，m,
[0044] 然后，根據(jù)SCADA系統(tǒng)獲得的與上述用戶日負荷曲線在時間上同步的變電站日負 荷功率曲線，建立與典型用電行業(yè)負荷特征矩陣相關聯(lián)的變電站