[發(fā)明專利]一種基于負荷曲線分解的商業(yè)居民負荷類型負荷建模方法

有效

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• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103514571A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 王琦;湯涌;龍飛;王建明;侯俊賢;趙兵;易俊;張健;劉麗平
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發(fā)明涉及一種建模方法，具體講涉及一種基于負荷曲線分解的商業(yè)居民負荷類型負荷建模方法。

背景技術

電力系統(tǒng)數(shù)字仿真己成為電力系統(tǒng)規(guī)劃設計、調(diào)度運行和分析研究的主要工具，電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學模型以及由其構(gòu)成的全系統(tǒng)數(shù)學模型是電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的基礎，模型的準確與否直接影響仿真結(jié)果和以此為基礎的決策方案。仿真所采用的模型和參數(shù)是仿真準確性的重要決定因素，目前發(fā)電機、勵磁系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、變壓器、輸電線路的詳細數(shù)學模型和建模技術已經(jīng)得到了很好的發(fā)展，相對而言電力負荷模型仍較簡單，往往是從基本物理概念出發(fā)而采用的實用化模型和參數(shù)。多年來，我國各大電網(wǎng)在電力系統(tǒng)分析計算時，通常按照經(jīng)驗選定某種常見的負荷模型（如電動機+恒阻抗模型或恒定功率+恒定阻抗模型）并定性地確定模型參數(shù)。

電力系統(tǒng)負荷建模由于其復雜性、分布性、時變性以及隨機性等因素，決定了其數(shù)學模型建立的困難。目前的負荷建模方法基本上可分為3類，即統(tǒng)計綜合法、總體辨測法和故障擬合法。這三種方法各有其優(yōu)缺點。用統(tǒng)計綜合法得到的負荷模型具有物理概念清晰、易于被工程人員理解的優(yōu)點，但其核心是建立在“統(tǒng)計資料齊全，負荷特性精確”的基礎之上，這一點往往難以做到，而且不可能經(jīng)常進行統(tǒng)計，從而無法考慮負荷隨時間變化的特性。總體測辨法避免了大量的統(tǒng)計工作，有可能得到隨時間變化的在線實時負荷特性，其最大的問題在于過份依賴擾動事故，且辨識的模型參數(shù)物理意義不明確，另一個問題是難以在系統(tǒng)中所有變電站都安裝有關裝置。故障擬合法的優(yōu)點是參數(shù)確定過程與現(xiàn)在程序計算時選擇參數(shù)的過程一致，而且在某些故障下能獲得重現(xiàn)。但實際上它是一種試湊的方法，在某些故障下的負荷參數(shù)是否適用于其他故障難以保證，而且認為全系統(tǒng)負荷參數(shù)相同、不變顯然不符合負荷的實質(zhì)。以上三種方法中統(tǒng)計綜合法由于其物理模型清晰、概念明確，便于定性了解負荷特性，被廣泛應用。

但傳統(tǒng)的統(tǒng)計綜合法存在一定的缺點，包括：

（1）調(diào)查所得負荷容量與實際負荷功率并不一致，因為存在同時率的問題，并非所有設備都是24小時投入使用，因此，需要進行分時段調(diào)查統(tǒng)計；

（2）隨著時間的推移，實際負荷功率、負荷構(gòu)成以及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)都可能發(fā)生變化，如果對負荷進行一次調(diào)查統(tǒng)計建模工作后就想一勞永逸，難以達到準確度要求；

（3）調(diào)查工作需統(tǒng)計成千上萬個用戶的負荷組成及參數(shù)，工作量巨大，而且難于獲得準確的統(tǒng)計結(jié)果。

綜合負荷構(gòu)成成分的隨機時變是其負荷特性具有隨機時變性的本質(zhì)原因。這種時變性必然導致電力用戶和變電站的日負荷曲線具有時變性。因此，用戶和變電站的日負荷曲線必然含有反映負荷構(gòu)成特性的豐富信息。

根據(jù)行業(yè)負荷分類的慣例，可將負荷劃分為工業(yè)負荷、商業(yè)負荷和居民負荷、農(nóng)業(yè)負荷及其他負荷這4類。其中商業(yè)負荷和居民負荷（包括小城市和大城市居民負荷）類型是比較復雜的負荷類型之一，也是比較重要的負荷類型，在各負荷類型站點中占有較大比重。

居民負荷曲線具有如下特點：

(1)在夏季和冬季天氣變化比較明顯時，負荷的變化明顯，負荷明顯增大。而在春季和秋季負荷變化趨勢比較一致，并且平均負荷相差不大。附圖1-4是比較典型的居民負荷曲線，在4月份和10月份負荷明顯較小，并且每天的負荷曲線變化不大；但是對于1月份，負荷明顯增大，增加1倍左右；對于7月份的負荷曲線，負荷也明顯增大，但是每天的負荷大小相差較明顯，具有一定的分散性。上述的4條曲線分別代表了一年四個季節(jié)的居民負荷的變化情況，天氣變化對負荷的影響非常明顯。通常春季和秋季的負荷曲線比較固定，并且負荷較小。

(2)對于同一變電站或不同變電站，具有類似負荷類型的出線的負荷曲線有一定的差異。例如，車站變車五、車泰、車交雙回線1月份的負荷曲線如附圖5-7所示。從上圖中的曲線可以看出，對于不同的出線，即使負荷類型相似，對應的負荷變化曲線也有一定的差異，有的甚至比較大。居民負荷類型和商業(yè)負荷類型是混合在一起的，很難明確區(qū)分，是造成上述差別的重要原因之一。商業(yè)負荷類型的主要用電時間段為白天，部分在晚上，而居民負荷類型的高峰用電時間一般是晚上，如果商業(yè)負荷類型占有的比例較大，則白天負荷相對就較大（如附圖7），否則，白天負荷相對較小（如附圖6）。

(3)每天的負荷隨著時間的變化差異較大。從附圖1-4和5-7的負荷曲線可以看出，對于居民負荷類型（包括商業(yè)負荷）任意一天的負荷在不同時刻負荷大小都不同，差異明顯。高峰負荷一般都出現(xiàn)在晚上，在夏季負荷較大時也可能出現(xiàn)在中午時刻，而最低負荷一般都出現(xiàn)在凌晨時刻。