面向綜合負(fù)荷的分布式電源等效建模研究.pdf

1、電力系統(tǒng)仿真是電力系統(tǒng)規(guī)劃、建設(shè)和分析的保障，而精確的元件模型是可靠的電力系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)。隨著由能源危機(jī)引發(fā)的世界能源結(jié)構(gòu)的逐步調(diào)整和智能電網(wǎng)的發(fā)展，各種類型的分布式電源以其在環(huán)保性、便捷性、可靠性等方面的優(yōu)點(diǎn)在傳統(tǒng)電網(wǎng)中得到了快速的發(fā)展。分布式電源高滲透率的接入無(wú)疑會(huì)改變電網(wǎng)原本的能源流和信息流，進(jìn)而對(duì)繼電保護(hù)、電壓穩(wěn)定性、電力調(diào)度等方面產(chǎn)生深刻影響。由于電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)人力和物力消耗大，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真計(jì)算是目前研究此類問(wèn)題

2、的重要途徑，因此建立分布式電源的等效模型是目前亟需解決的問(wèn)題?；诖耍疚囊劳袊?guó)家自然科學(xué)基資助項(xiàng)目“考慮分布式發(fā)電的電力系統(tǒng)廣義綜合負(fù)荷建模關(guān)鍵理論與技術(shù)研究(51277055)”，就幾種典型的分布式電源的外特性和等效建模展開(kāi)研究，以期為含分布式電源的復(fù)雜電力系統(tǒng)仿真計(jì)算提供必要的模型支持。
　　首先基于MATLAB/simulink和光伏電池自身的物理機(jī)理搭建了并網(wǎng)光伏發(fā)電的仿真系統(tǒng)，研究了其對(duì)配電網(wǎng)綜合負(fù)荷特性的影響因素，分

3、析比較了已有光伏發(fā)電系統(tǒng)等效模型的優(yōu)劣。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了光伏發(fā)電系統(tǒng)傳遞函數(shù)等效模型，該模型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)少、能有效描述光伏發(fā)電系統(tǒng)的出力極限等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)易于在電力系統(tǒng)仿真軟件中實(shí)現(xiàn)。采用本文構(gòu)建的等效模型與傳統(tǒng)綜合負(fù)荷模型(synthetic load model，SLM)并聯(lián)構(gòu)建廣義綜合負(fù)荷模型對(duì)含光伏發(fā)電系統(tǒng)的綜合負(fù)荷進(jìn)行建模，仿真實(shí)踐表明此廣義綜合負(fù)荷模型具有良好的泛化能力、辨識(shí)參數(shù)穩(wěn)定，能夠滿足工程仿真的需要。
　　

4、基于Matlab/Simulink建立了固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell，SOFC)及其并網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，研究了SOFC發(fā)電系統(tǒng)的外特性。從外特性等效擬合的角度出發(fā)忽略了SOFC并網(wǎng)系統(tǒng)的無(wú)功功率，提出了SOFC發(fā)電系統(tǒng)的等效模型，該模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)少，易于辨識(shí)，能夠有效擬合電網(wǎng)在大擾動(dòng)和連續(xù)小擾動(dòng)情況下的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)外特性，與其它模型相比能夠模擬燃料電池的出力極限問(wèn)題;分析了該模型的參數(shù)的靈敏度，

5、模型的兩個(gè)參數(shù)的靈敏度雖不高但易于辨識(shí);用本文提出的SOFC等效模型并聯(lián)傳統(tǒng)的綜合負(fù)荷模型(synthesis loadmodel，SLM)的廣義負(fù)荷模型結(jié)構(gòu)，對(duì)含SOFC發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)負(fù)荷特性進(jìn)行辨識(shí)建模。算例表明，該廣義負(fù)荷模型能夠有效描述含燃料電池發(fā)電系統(tǒng)配電網(wǎng)負(fù)荷特性，且模型的參數(shù)辨識(shí)的穩(wěn)定性較好。
　　綜述了各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在電力系統(tǒng)負(fù)荷建模中的應(yīng)用，并比較其優(yōu)劣。對(duì)Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反饋支路進(jìn)行了改進(jìn)，使之適應(yīng)分布

6、式電源統(tǒng)一等效建模的需要，提出了一種改進(jìn)Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型接入電力系統(tǒng)分析綜合程序(powersystem analysis software package，PSASP)的思路，仿真實(shí)例表明改進(jìn)Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能有效描述各種分布式電源的外特性，能夠滿足工程仿真的需要。
　　開(kāi)發(fā)了含微電源的復(fù)雜負(fù)荷建模仿真平臺(tái)，該平臺(tái)集系統(tǒng)仿真、元件建模、綜合負(fù)荷建模模塊于一體，包含了粒子群算法、改進(jìn)遺傳算法和模擬退火算法三種參數(shù)辨識(shí)算法，