电力负荷的数学模型与建模技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1电力负荷建模的意义 1

1.2电力负荷建模的基本方法 1

1.3国内外负荷建模技术的发展与现状 3

参考文献 6

第2章 电力负荷元件模型 9

2.1电力负荷构成 9

2.2常用电力负荷元件的模型 10

2.2.1商业、居民用电阻加热器 10

2.2.2热泵式加热器 10

2.2.3空调负荷 12

2.2.4家用电器 14

2.2.5照明负荷 18

2.2.6工业电动机 21

2.2.7灌溉用电动机 28

2.2.8电厂辅助设备 29

2.2.9钢厂（电弧炉） 29

2.3基于动模试验的常用静态负荷元件建模 34

2.3.1白炽灯模型 35

2.3.2荧光灯（电子镇流器）模型 35

2.3.3钠灯模型 36

2.3.4液晶电视模型 37

2.3.5台式电脑（CRT显示器）模型 38

2.3.6笔记本电脑模型 39

2.3.7电磁炉模型 40

2.3.8基于短路试验的静态模型验证 41

2.3.9新建模型与典型模型对比 43

2.4感应电动机模型参数计算 43

2.4.1感应电动机模型 44

2.4.2感应电动机模型参数算法 44

2.4.3算法验证分析 47

2.5配电系统元件的数学模型 52

2.5.1配电线路的模型 52

2.5.2配电变压器及LTC变压器的模型 53

2.5.3配电系统无功补偿装置的模型 56

参考文献 59

第3章 电力系统仿真计算中的负荷模型 63

3.1负荷模型的表示方法 63

3.2静态负荷模型 63

3.2.1幂函数模型 63

3.2.2多项式模型 64

3.3动态负荷模型 65

3.3.1感应电动机负荷模型 65

3.3.2非机理动态负荷模型 66

3.4电力系统计算分析中常用的负荷模型 67

3.4.1国外电网常用的负荷模型 67

3.4.2 IEEE推荐的负荷模型 69

3.4.3美国WECC的综合负荷模型 69

3.4.4我国电网常用的负荷模型 71

3.4.5现有综合负荷模型的不足和缺陷 71

3.5我国现用负荷模型中感应电动机参数的确定 73

3.5.1感应电动机负荷模型典型参数 73

3.5.2感应电动机负荷模型中配电网系统电抗 73

3.5.3目前我国配电网络电抗的算例 74

3.5.4电动机模型参数选择的建议 79

3.6考虑配电网络的综合负荷模型 79

3.6.1 220kV变电站的供电系统 79

3.6.2考虑配电网络的综合负荷模型的结构 80

3.6.3考虑配电网络的综合负荷模型在程序实现过程的初始化步骤 81

3.6.4考虑配电网络的综合负荷模型的特点 81

参考文献 82

第4章 统计综合法负荷建模 84

4.1统计综合法的基本原理 84

4.1.1负荷统计综合的基本方法 84

4.1.2负荷构成与特性参数 85

4.1.3 LOADSYN程序给出的美国电网的负荷分类及其主要负荷元件 87

4.2负荷构成特性调查方法与应用 89

4.2.1负荷调查的主要工作流程 89

4.2.2分类方法的原则和依据 90

4.2.3编制普查表 91

4.2.4 220kV变电站负荷数据调查和修正 92

4.2.5确定典型变电站并编制典型站点详细调查表 93

4.3静态负荷模型的统计综合方法 93

4.3.1静态负荷模型的一般形式 93

4.3.2有功负荷中电压相关参数的确定 94

4.3.3无功负荷中电压相关参数的确定 95

4.3.4频率相关参数的确定 96

4.4一般形式静态负荷模型转换为特定形式的方法 96

4.4.1计算方法 96

4.4.2计算有功负荷参数 97

4.4.3计算无功负荷参数 98

4.5动态负荷模型的统计综合方法 99

4.5.1 LOADSYN的感应电动机综合方法 99

4.5.2感应电动机综合方法的仿真分析 101

4.5.3感应电动机分组方法的改进 104

4.5.4电动机参数综合方法的改进 105

4.6统计综合法负荷建模软件的基本流程 109

参考文献 110

第5章 考虑配电网络的综合负荷模型的建模 111

5.1配电网络对统计综合法负荷建模的影响 111

5.1.1配电网络 111

5.1.2负荷模型中配电网络的影响分析 111

5.1.3配电网络的模拟方法 112

5.1.4配电网络等值电抗的近似计算方法 112

5.2配电网络及无功补偿等值方法 114

5.3配电网络等值阻抗成分分析 116

5.4静态负荷等值 117

5.5感应电动机的分群 118

5.6感应电动机群等值算法 126

5.6.1单机等值算法 126

5.6.2等值算法对机械负载转矩-滑差特性的考虑 129

5.6.3双机等值算法 129

5.6.4等值算法仿真验证 131

5.7考虑配电网络的感应电动机负荷模型聚合方法 134

5.7.1考虑暂态的感应电动机模型及典型参数 134

5.7.2聚合感应电动机电气参数计算 135

5.7.3聚合感应电动机滑差计算 137

5.7.4聚合感应电动机惯性时间常数计算 137

5.7.5配电网络系统阻抗计算 138

5.7.6计算实例 138

5.8实际负荷站点综合负荷模型仿真对比 140

5.8.1综合负荷模型建模的数据基础 140

5.8.2综合负荷模型仿真分析 142

参考文献 144

第6章 总体测辨法负荷建模 146

6.1电力系统负荷模型辨识原理 146

6.1.1静态负荷模型辨识原理 146

6.1.2动态负荷模型辨识原理 147

6.1.3负荷模型参数辨识方法 149

6.2感应电动机负荷模型参数辨识 150

6.2.1感应电动机负荷模型参数辨识实践中存在的问题 150

6.2.2系统灵敏度分析理论 151

6.2.3感应电动机负荷模型参数易辨识性及辨识策略 153

6.3考虑配电网络的综合负荷模型的参数辨识 157

6.3.1考虑配电网络的综合负荷模型的可辨识性 157

6.3.2简化综合负荷模型的参数确定方法 157

6.3.3计及配电网阻抗和无功补偿的完整综合负荷模型的参数辨识 163

6.4总体测辨法负荷建模系统 174

6.4.1总体测辨法负荷建模系统功能 174

6.4.2总体测辨法建模系统中的模型 175

参考文献 175

第7章 故障拟合法负荷建模研究 176

7.1故障拟合法负荷建模 176

7.1.1故障拟合法建模步骤 176

7.1.2故障拟合法建模的基本内容 177

7.1.3收集电网扰动故障并建立故障运行方式 178

7.1.4对扰动故障资料的可用性评价 179

7.1.5仿真结果与故障实测结果一致性判别原则 179

7.2国外负荷模型校核研究情况 179

7.2.1瑞典电网1983年12月27日事故模拟 180

7.2.2 WSCC 1996和2000年两次停电事故仿真和模型校核研究 180

7.2.3国外研究总结和分析 183

7.3国内负荷模型校核研究情况 183

7.3.1主要研究工作 184

7.3.2研究成果简介 184

7.3.3主要结论和存在问题 186

7.4人工接地短路试验方法 187

7.4.1扰动试验及负荷模型校核研究步骤和方法 187

7.4.2分析和总结 189

7.5综合负荷模型有效性验证 190

7.5.1收集电网扰动故障 190

7.5.2对扰动故障的模拟及可用性评价 191

7.5.3基于扰动故障对综合负荷模型的验证和校核 193

参考文献 196

第8章 东北电网大扰动试验 198

8.1试验概况 198

8.2试验意义 198

8.3试验过程 199

8.3.1 2004年大扰动试验 199

8.3.2 2005年大扰动试验 200

8.4试验的测试 201

8.4.1 2004年大扰动试验 201

8.4.2 2005年大扰动试验 201

8.4.3试验数据的评估 201

8.5试验的运行方式 202

8.5.1 2004年大扰动试验 202

8.5.2 2005年大扰动试验 202

8.6试验测试结果 203

8.6.1故障切除时间 203

8.6.2短路阻抗 203

8.6.3录波曲线 204

8.6.4小结 204

8.7励磁系统模型参数和小机组的调整 204

8.7.1励磁系统模型参数的调整 205

8.7.2小机组调整 205

8.8基于各种负荷模型的仿真计算与实测对比 206

8.8.1计算条件 206

8.8.2仿真曲线示例 208

8.8.3仿真结果分析 212

8.9考虑配电网络的综合负荷模型拟合参数与仿真分析 213

8.9.1综合负荷模型的拟合参数 213

8.9.2综合负荷模型拟合参数的说明 213

8.9.3综合负荷模型的仿真曲线 214

8.9.4采用综合负荷模型时暂态电压跌落计算曲线 226

8.9.5小结 229

8.10综合负荷模型参数灵敏度分析 229

8.10.1配电网系统电抗 229

8.10.2配电网系统电阻 230

8.10.3静态负荷功率因数 230

8.10.4电动机负载率 231

8.10.5静态负荷构成 231

8.10.6小结 231

8.11结论和建议 232

参考文献 233

第9章 我国电网综合负荷模型建模研究 236

9.1各区域电网综合负荷模型建模情况 236

9.1.1华北电网综合负荷模型建模 236

9.1.2西北电网综合负荷模型建模 240

9.1.3华中电网综合负荷模型建模 243

9.1.4东北电网综合负荷模型建模 246

9.1.5浙江电网综合负荷模型建模 249

9.2综合负荷模型应用管理细则 250

9.2.1建立综合负荷模型数据库 250

9.2.2规划负荷站点的综合负荷模型应用细则 250

9.2.3已投入运行中的负荷站点的综合负荷模型应用细则 251

参考文献 251

第10章 负荷模型对仿真的影响与建模原则 252

10.1负荷模型对电力系统仿真计算的影响 252

10.1.1负荷模型对潮流计算的影响 252

10.1.2负荷模型对短路电流的影响 253

10.1.3负荷模型对暂态稳定计算的影响 253

10.1.4负荷模型对小扰动动态稳定计算的影响 254

10.1.5负荷模型对电压稳定计算的影响 256

10.1.6负荷模型对频率稳定的影响 257

10.1.7综合负荷模型参数对系统稳定特性的影响 257

10.2负荷建模的基本原则 259

10.3负荷建模的基础性工作 260

10.4负荷建模的基本方法 260

参考文献 261