一種基于日負(fù)荷曲線在線獲取綜合負(fù)荷模型參數(shù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)負(fù)荷建模領(lǐng)域，特別涉及一種基于日負(fù)荷曲線在線獲取綜合 負(fù)荷模型參數(shù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國內(nèi)主要大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)進(jìn)程的推進(jìn)，電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，同時復(fù)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(fù)荷模型對于電力系統(tǒng)數(shù)字 仿真的重要性不斷加強(qiáng)，電網(wǎng)實(shí)時仿真計算對負(fù)荷模型的實(shí)時性提出了更高的要求。實(shí)時 仿真計算的根本目的在于提高仿真計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，使調(diào)度人員實(shí)時把握因網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)和負(fù)荷變化對運(yùn)行狀態(tài)的影響，提高調(diào)度的準(zhǔn)確性，在確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下， 提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)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(yùn)行與控制要求的不斷提高，需要能夠更加準(zhǔn)確地反映電網(wǎng)負(fù)荷特 性的綜合負(fù)荷模型。然而，由于負(fù)荷模型本身的地域分散性和隨機(jī)時變性等原因，獲得合理 描述各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的綜合負(fù)荷模型較為困難，使得其成為影響電力系統(tǒng)仿真準(zhǔn)確度提高的重 要因素。近年來，隨著國內(nèi)外負(fù)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(jìn)行在線負(fù)荷建模，并從解決負(fù)荷模型的地域分散性和隨機(jī)時變性問題及負(fù)荷模型有 效性的驗證上出發(fā)來完善負(fù)荷建模工作。要使負(fù)荷模型參數(shù)的隨機(jī)時變性得到解決，在進(jìn) 行負(fù)荷建模時需要充分利用實(shí)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(fù) 荷組成特性及變電站綜合負(fù)荷的行業(yè)負(fù)荷構(gòu)成特性作為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)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(fù)荷的日負(fù)荷曲線以及負(fù)控系統(tǒng)的用戶日負(fù)荷 曲線數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對統(tǒng)計綜合法獲得的變電站綜合負(fù)荷用電行業(yè)負(fù)荷構(gòu)成比例，取得了較好 的效果。上述說明了實(shí)時數(shù)據(jù)反映負(fù)荷特性的能力，但并未考慮不同負(fù)荷時間段負(fù)荷模型 的時變性。因此實(shí)時準(zhǔn)確的負(fù)荷建模是一項特別困難的工作。所以應(yīng)用日負(fù)荷曲線在線實(shí) 時獲取負(fù)荷模型參數(shù)以此解決負(fù)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(fù)荷曲線在線獲取綜合負(fù)荷模型參數(shù)的方法，利用行業(yè) 負(fù)荷特征矩陣和變電站日負(fù)荷功率曲線建立功率平衡方程組，從而在線實(shí)時獲得典型用電 行業(yè)構(gòu)成比例，克服現(xiàn)有技術(shù)中無法實(shí)時獲取負(fù)荷模型參數(shù)的問題。
[0005] -種基于日負(fù)荷曲線在線獲取綜合負(fù)荷模型參數(shù)的方法，對負(fù)荷控制系統(tǒng)米集的 典型用戶日負(fù)荷曲線建立典型用電行業(yè)負(fù)荷特征矩陣；然后根據(jù)SCADA系統(tǒng)獲得的與上述 用戶日負(fù)荷曲線在時間上同步的變電站日負(fù)荷功率曲線，建立與典型用電行業(yè)負(fù)荷特征矩 陣相關(guān)聯(lián)的變電站各日負(fù)荷功率采樣點(diǎn)的功率平衡方程組，并求解各個典型用電行業(yè)負(fù)荷 基準(zhǔn)容量構(gòu)成的列向量；將典型用電行業(yè)負(fù)荷特征矩陣與典型用電行業(yè)負(fù)荷基準(zhǔn)容量構(gòu)成 的列向量相結(jié)合求得與日負(fù)荷曲線相對應(yīng)的各時間點(diǎn)變電站綜合負(fù)荷的典型用電行業(yè)構(gòu) 成比例，完成綜合負(fù)荷模型參數(shù)的在線實(shí)時獲取。
[0006] 所述典型用電行業(yè)負(fù)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(zhǔn)的標(biāo)幺功率，η為典型用電行業(yè) 日負(fù)荷曲線的采集時間點(diǎn)數(shù)，m表示變電站綜合負(fù)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(zhǔn)容量，j=l, 2,…，m。
[0009] 所述日負(fù)荷曲線所有采樣點(diǎn)的變電站負(fù)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(fù)荷功率有名值，i=l，2,…，η ;
[0011] Lb為行業(yè)負(fù)荷特征矩陣，每列元素為一個典型用電行業(yè)標(biāo)幺化日負(fù)荷曲線；
[0012] Sb為各典型行業(yè)負(fù)荷基準(zhǔn)容量構(gòu)成的列向量；
[0013] Pb為為變電站日負(fù)荷曲線各采樣時間點(diǎn)負(fù)荷功率構(gòu)成的列向量。
[0014] 所述各個典型用電行業(yè)負(fù)荷基準(zhǔn)容量構(gòu)成列向量Sb的求解方法如下：
[0015] 運(yùn)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(yīng)于最小二 乘解Sb的變電站負(fù)荷功率計算值。
[0016] 所述將典型用電行業(yè)負(fù)荷特征矩陣與典型用電行業(yè)負(fù)荷基準(zhǔn)容量構(gòu)成列向量相 結(jié)合求得與日負(fù)荷曲線相對應(yīng)的各時間點(diǎn)變電站綜合負(fù)荷的典型用電行業(yè)構(gòu)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(fù)荷容量基向量按照以下公式計算出任意 時間點(diǎn)i變電站綜合負(fù)荷功率有名值Pbi
[0018] LilSALi2SfLi3SfHdL imSm-Pw
[0019] 時間點(diǎn)i，j典型行業(yè)負(fù)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(fù)荷構(gòu)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(fù)荷構(gòu)成比例的在線實(shí)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(biāo)幺化日負(fù)荷曲線可以通過負(fù)控系統(tǒng)所獲得的典型用電用戶 日負(fù)荷曲線的分類與綜合得到，屬于現(xiàn)有技術(shù)；各典型用電行業(yè)的標(biāo)幺化日負(fù)荷曲線，反映 了典型用電行業(yè)的負(fù)荷特征，稱為各典型用電行業(yè)負(fù)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(jī)為基礎(chǔ)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(fù)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(fù)荷基準(zhǔn)容量構(gòu)成的列向 量。
[0027] 有益效果
[0028] 本發(fā)明提供了一種基于日負(fù)荷曲線在線獲取綜合負(fù)荷模型參數(shù)的方法，對負(fù)荷控 制系統(tǒng)采集的典型用戶日負(fù)荷曲線建立典型用電行業(yè)負(fù)荷特征矩陣；然后根據(jù)SCADA系統(tǒng) 獲得的與上述用戶日負(fù)荷曲線在時間上同步的變電站日負(fù)荷功率曲線，建立與典型用電行 業(yè)負(fù)荷特征矩陣相關(guān)聯(lián)的變電站各日負(fù)荷功率采樣點(diǎn)的功率平衡方程組，并求解各個典型 用電行業(yè)負(fù)荷基準(zhǔn)容量的列向量；將典型用電行業(yè)負(fù)荷特征矩陣與典型用電行業(yè)負(fù)荷容 量基向量相結(jié)合求得與日負(fù)荷曲線相對應(yīng)的各時間點(diǎn)變電站綜合負(fù)荷的典型用電行業(yè)構(gòu) 成比例，完成綜合負(fù)荷模型參數(shù)的在線實(shí)時獲??；該方法有效地利用了實(shí)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(fù)荷曲線，既可以獲得日負(fù)荷曲線各采 樣時間點(diǎn)的變電站用電行業(yè)構(gòu)成比例，也可以簡化地得到分時段的變電站用電行業(yè)構(gòu)成比 例；在此基礎(chǔ)上即可實(shí)現(xiàn)與日負(fù)荷曲線同步的變電站用電行業(yè)構(gòu)成比例和負(fù)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(biāo)幺化日負(fù)荷曲線；
[0031] 圖3為典型行業(yè)及變電站日負(fù)荷功率曲線；
[0032] 圖4為變電站各時間點(diǎn)的實(shí)際的行業(yè)比例與計算的行業(yè)比例。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0034] 典型用電行業(yè)是指通過負(fù)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(jī)為基礎(chǔ)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(fù)荷曲線在線獲取綜合負(fù)荷模型參數(shù)的方法，包括以下 幾個步驟：
[0037] 首先，對負(fù)荷控制系統(tǒng)采集的典型用戶日負(fù)荷曲線建立典型用電行業(yè)負(fù)荷特征矩 陣；
[0038] 假設(shè)變電站綜合負(fù)荷含有m個典型行業(yè)，任一典型行業(yè)的基準(zhǔn)容量為S/j=l，2,… ，m)，則通過對負(fù)荷控制系統(tǒng)采集的典型用戶日負(fù)荷功率曲線進(jìn)行行業(yè)分類與綜合，即可獲 得各典型行業(yè)以I為基準(zhǔn)的標(biāo)幺化日負(fù)荷曲線如式（1)所示。
[0040] 各典型用電行業(yè)的標(biāo)幺化日負(fù)荷曲線可以通過負(fù)控系統(tǒng)所獲得的典型用電用戶 日負(fù)荷曲線的分類與綜合得到，屬于現(xiàn)有技術(shù)；各典型用電行業(yè)的標(biāo)幺化日負(fù)荷曲線，反映 了典型用電行業(yè)的負(fù)荷特征，稱為各典型用電行業(yè)負(fù)荷特征矩陣。
[0041] 所述典型用電行業(yè)負(fù)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(zhǔn)的標(biāo)幺功率，η為典型用電行業(yè) 日負(fù)荷曲線的采集時間點(diǎn)數(shù)，m表示變電站綜合負(fù)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(zhǔn)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(fù)荷曲線在時間上同步的變電站日負(fù) 荷功率曲線，建立與典型用電行業(yè)負(fù)荷特征矩陣相關(guān)聯(lián)的變電站