[发明专利]一种电力泛化综合负荷模型及其建立方法

说明书

本发明提供了一种电力泛化综合负荷模型及其建立方法，电力泛化综合负荷模型包括电力电子接口电路、智能控制逻辑模块、电力负荷元件模型、配电网配电设备模型、分布式发电模型、储能负荷元件模型，通过设置电力电子接口电路，本发明有效地考虑电力电子和智能控制对电力综合负荷模型的影响强度，实现了对电力电子技术和电力综合负荷模型融合，实现免人工调查统计的建模方法。

技术领域

本申请涉及电力泛化综合负荷模型技术领域，具体而言，涉及一种电力泛化综合负荷模型及其建立方法。

背景技术

电力负荷模型，是电力系统规划、分析和运行控制的基础性技术条件，其中，电力综合负荷模型是电力负荷在电网中聚合特性的描述，也是电网调度和电力计量系统重点关注对象。基于电力综合负荷模型也是需求侧响应潜力的重要支持性技术。

目前，部分国家电网调度系统仍然采用恒定的有功或无功来表征电力综合负荷模型。西方发达国家调度系统，或采用ZIP+IM电力负荷元件描述，或采用综合负荷模型等来描述，我国电网调度系统，采用考虑配电网影响下的综合负荷模型。其中，综合负荷模型为美国西部电力协调委员会(Western Electricity Coordinating Council,WECC)所研究，有变压器、电抗器、输电线路、静态电力电子负荷、电子设备和电动机负荷等所构成。2014年，为了考虑分布式能源等新技术对电力负荷元件影响，WECC更新了电力系统负荷模型。

与传统的负荷元件模型相比，电力电子负荷模型，由于其别具一格的变流技术，成为一种新型的负荷。国外的学者，多把电力电子负荷元件当初电力电子开关电源的特性进行数学描述，将其等效为电力电子H桥整流电路、电容器和恒阻抗等三个元件并列。国内的艾芊教授课题组，出版了专著论述了电子电子元件模型，并将其具体化为STATCOM,SSSC,基于状态空间的变流器模型等。

除了受电力电子影响之外，分布式电源的大量接入，将被动负荷元件，变成主动负荷元件，分布式电源模型成为另外一种新型的负荷元件模型。目前，分布式发电模型的静态模型，无论是直接并网，还是逆变器并网，通常假定为功率因数为1，近似为一个负值纯有功功率负荷。比如说太阳能分布式发电的模型，主要包括了太阳能系统的饱和特性，提供了太阳能辐射与功率输出之间的数学关系。另外，分布式电源的动态模型，通常采用传统的同步电机来描述，特别是风能系统。太阳能型分布式电源的动态模型采用差分或微分方程来描述。

与新能源发电元件类似，分布式储能系统也是一种新式的主动型负荷元件。目前，储能负荷元件的硬件构成一般建模为储能元件、DC/DC模块和DC/AC变换器等三部分构成，其数学表达式为电阻、电感、电容和电压源等基本元件及其参数构成。

上述描述的单个负荷元件模型，除此之外，电力综合负荷模型考虑负荷聚合效应。静态模型多采用归一化加权聚合方法；动态负荷聚合研究，集中体现在电动机的动态模型上，主要包括同调分群等技术；对低压负荷具体模型的研究多体现在中压母线上，将负荷分成几种基本负荷元件，比如说纯阻抗型、电子型负荷、直联型电机、节能等、可控型电机等。更有研究者从控制理论出发，采用黑盒或灰盒理论来研究电力负荷聚合特性。

上述的研究表明，传统的电力综合负荷模型，受到电力电子、智能控制、分布式新能源发电、储能系统等影响很大，不能正确地描述电力负荷聚合特性。针对这个问题，本专利提出了一种考虑电力电子影响的电力综合负荷模型及其建立方法。

发明内容

本申请实施例提供了一种电力泛化综合负荷模型及其建立方法，有效地考虑电力电子和智能控制对电力综合负荷模型的影响强度，实现了对电力电子技术和电力综合负荷模型融合，实现免人工调查统计的建模方法。

在本申请的一个实施例中，提出了一种电力泛化综合负荷模型，包括：

电力电子接口电路，所述电力电子接口电路用于为电网中各类负荷元件进行分布式新能源并网提供静态无功补偿；