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基于电能质量在线监测数据的负荷建模研究

作　者: 王俊枝
导　师: 韩民晓
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 电能质量监测数据 负荷模型 参数辨识 遗传算法 DFIG
分类号: TM714.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


正确的电力负荷模型是进行电网潮流计算与稳定分析的基础。近年来,随着电能质量监测装置在各个变电站的安装及电能质量监测网在各局的普及,为电力负荷建模提供了新的途径。与安装专门的负荷特性记录装置相比,电能质量测试单元安装的普遍性、低成本和多功能将使其推广更为方便,可以充分利用已有设备,减少投资。本文针对基本遗传算法用于负荷建模存在的不足,设计了比例选择策略和线性自适应变异策略,基于电网实测数据,选择感应电动机并联ZIP静特性综合负荷模型,采用改进的遗传算法进行负荷模型参数辨识。结果表明,改进的遗传算法对克服早熟、加快收敛、提高参数稳定性都具有十分显著的效果。以此为基础,开发了性能稳定、界面友好的基于电能质量监测系统的电网负荷建模软件,为电网负荷模型的建立提供有效手段。针对模型参数辨识结果不稳定的问题,通过摄动法分析了综合负荷模型参数的灵敏度,提出固定负荷模型中灵敏度较小的一部分参数,仅辨识灵敏度较大参数的简化辨识方法。并经某电网实测数据进行建模表明,无论是单一参数还是总体效果,本文方法所得参数的稳定性都有较大提高。随着分布式电源技术的不断发展,负荷区域包含电源的比例不断增加,负荷建模必须考虑这些电源的影响。本文针对目前应用最为广泛的双馈风电机组,仿真分析了并网DFIG风电机组的功率特性,指出小幅电网电压跌落时DFIG的功率特性接近于静态负荷,有可能用原有的综合负荷模型即可描述含DFIG风电机组的区域负荷特性。通过对三种风力发电比例的配电网综合负荷进行建模分析,验证了方法的正确性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 电力负荷建模研究背景与选题依据  9-10
  1.2 国内外负荷建模研究进展  10-11
  1.3 本论文主要研究工作  11-13
第2章 电力负荷建模基础理论  13-25
  2.1 电力负荷建模方法  13-14
    2.1.1 统计综合法  13
    2.1.2 总体测辩法  13-14
  2.2 电力负荷模型结构  14-16
    2.2.1 电力负荷静态模型  14
    2.2.2 电力负荷的机理动态模型  14-15
    2.2.3 电力负荷的非机理动态模型  15-16
  2.3 负荷模型参数辨识常用方法  16-19
    2.3.1 最小二乘法  16-18
    2.3.2 遗传算法  18-19
  2.4 典型电力负荷特性分析  19-24
    2.4.1 照明负荷  19-20
    2.4.2 异步电动机负荷  20-21
    2.4.3 开关电源  21
    2.4.4 中频炉  21-22
    2.4.5 电解装置  22-23
    2.4.6 电力牵引的机电负荷特性  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章 基于电能质量在线监测数据的负荷建模实践  25-46
  3.1 基于电能质量监测数据的负荷建模可行性研究及总体思路  25-27
  3.2 负荷特性监测数据采集及预处理  27-30
    3.2.1 数据采集  27-28
    3.2.2 数据预处理  28-30
  3.3 负荷特性监测数据有效性判定  30
  3.4 基于遗传算法的负荷模型参数辨识  30-39
    3.4.1 负荷模型结构的选择  30-36
    3.4.2 采用改进的遗传算法进行模型参数辨识  36-39
  3.5 负荷模型动态修正方法研究  39-40
  3.6 基于监测数据的实测负荷建模软件设计  40-45
    3.6.1 实测负荷建模平台体系结构  40
    3.6.2 软件功能  40-43
    3.6.3 负荷建模软件测试  43-45
  3.7 本章小结  45-46
第4章 负荷模型参数稳定性研究  46-50
  4.1 综合负荷模型结构参数的灵敏度分析  46-47
  4.2 基于参数灵敏度分析的负荷建模  47-49
  4.3 本章小结  49-50
第5章 含风电电源的区域负荷建模初步研究  50-62
  5.1 引言  50-51
  5.2 风力发电系统简介  51-55
    5.2.1 风电机组模型  51
    5.2.2 风电机组的功率控制方式  51-53
    5.2.3 几种常见的风力发电系统及其特性  53-55
  5.3 并网型双馈风电机组的功率特性仿真分析  55-58
  5.4 含DFIG风电机组的配电网综合负荷建模  58-61
  5.5 本章小结  61-62
第6章 结论与展望  62-63
参考文献  63-66
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  66-67
攻读硕士学位期间参加的科研工作  67-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 理论与分析 > 负荷分析 > 电压调整
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