[发明专利]一种电网冷负荷的建模方法、设备及应用

说明书

本发明涉及一种电网冷负荷的建模方法、设备及应用，其中建模方法包括：步骤1：将灾后电网恢复过程中的负荷分类为温控负荷和非温控负荷；步骤2：针对温控负荷和非温控负荷对电网冷负荷建立初步模型；步骤3：对步骤2建立的模型进行简化，获得简化模型；步骤4：在简化模型中增加冷负荷恢复过程中影响因素；步骤5：完成灾后电网恢复过程中冷负荷的建模，获得冷负荷恢复模型。与现有技术相比，本发明具有可靠性高、安全性高、稳定性好等优点。

技术领域

本发明涉及灾后电网恢复技术领域，尤其是涉及一种灾后电网恢复过程中电网冷负荷的建模方法、设备及应用。

背景技术

通常，在长时间停电后恢复配电线路时，负荷需求会比停电前更大。因为相当长一段时间以来系统电源无法对负荷供电，所以负荷在重新通电之前已达到“冷”状态。在负荷恢复阶段由于大范围的电力设备重新投入使用，负荷需求量会突然骤升。对于此类情况下出现的负荷增长现象称之为冷负荷启动。

冷负荷现象产生的原因如下：1)由于变压器的励磁涌流，这个过程一般不会超过1s；2)异步电动机的启动电流的突变，这个过程一般小于10s；3)由于启动过程中负荷多样性的丢失，这种现象在自动控制设备或自动调温设备(如空调、冰箱、热水器、热泵等)渗透率高的电网终端尤其显著，过程一般持续十分钟甚至几个小时。前两个因素通常仅影响保护协调，并且可以通过保护设备的适当协调来解决。第三个因素引起了更大的关注，因为长期持续存在的负载电流会增加设备的热负载，增加恢复时间并可能损坏设备。目前针对灾后电网恢复过程中冷负荷的研究较少，因此亟需一种针对灾后电网恢复过程中冷负荷的建模方法，为后续冷负荷的研究提供研究基础。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可靠性高的电网冷负荷的建模方法、设备及应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电网冷负荷的建模方法，所述的建模方法包括：

步骤1：将灾后电网恢复过程中的负荷分类为温控负荷和非温控负荷；

步骤2：针对温控负荷和非温控负荷对电网冷负荷建立初步模型；

步骤3：对步骤2建立的模型进行简化，获得简化模型；

步骤4：在简化模型中增加冷负荷恢复过程中影响因素；

步骤5：完成灾后电网恢复过程中冷负荷的建模，获得冷负荷模型。

优选地，所述的温控负荷包括降温负荷或采暖负荷和自动降温设备负荷；所述的非温控负荷包括人工控制负荷和非控制负荷。

优选地，所述的步骤2具体为：

建立如下模型：

其中，P_tem(t)为温控负荷随时间变化的功率函数；T₀为恢复开始时间；T₁为衰减开始时间；α为冷负荷衰减因子；u(t)为单位阶跃函数。

优选地，所述的步骤3具体为：

只考虑负荷恢复的稳态过程，将模型进行如下简化：

其中，P(t)为故障恢复过程中负荷所需的有功负荷；P_base为正常情况的负荷值；λ_CLPU和τ分别为冷负荷现象的初始增长系数和持续时间；

对简化模型进行离散化处理：

其中，Δt_i为每个时步的时间间隔，i＝1,...,n，n为离散时间间隔的个数。