文档介绍：电力系统动态建模和参数辨识清华大学电机系朱守真 2001 年 10 月电力建模和参数辨识?概述 1. 建模的意义 2. 电力系统数学建模在国内外的发展 3. 电力系统的数学模型?系统辨识的基本概念 1. 辨识定义 2. 辨识的内容 3. 电力系统辨识的应用和意义?电力系统四大参数辨识 1 .辨识的历史回顾 2 .辨识的过程的一般步骤 3 .四大参数辨识原理和技术?辨识方法简介 1. 最小二乘法 2. 频谱分析法 3 、人工神经网络法?讨论可观测性、可辨识性概述?建模的意义电力系统稳定问题?电力市场的不成熟?模型的不确定?设备管理?网络规模动态建模的必要性????数学模型是电力系统设计、计算、分析的基础(表一) ????电力系统缺乏系统元件动态模型 # 负荷模型没有一个确定的参数,被称为世界难题 # 制造商不提供详细的内部参数,提供的参数也是设计值。?饱和,非线形,磁影响????新型控制设备的投运 # SVC 、 PSS 、 EVA 的投运需相应的调试参数????电力系统的发展规划----- 数字化电力系统 DPS 物理结构、物理特性、运行方式、运营策略、自动装置、网络状况、系统管理,环保指标电力部门的重视*我国原国调中心 1993 年发文要“推广开展四大参数测试工作”; * 1987 年在中国对电网计算新技术问题调查表明负荷模型( 2)、励磁模型( 4)、发电机模型( 5)、调速器模型( 6) *九十年代初, IEEE 成立了负荷特性研究工作组; *1998年北美电力可靠性联合会( NERC )制定的规划标准中还明确指出: 电力入网必须说明特性、参数;*中国已将“建立实测模型”列为运行规则; *2001 年陆延昌部长在 27届中国电网调度运行会议重点提出: “选择更加详细的模型对联网的系统进行分析计算。这样不仅能够避免由于采用简化模型而掩盖了系统在稳定方面各能存在的问题;而且可以计及高顶值倍数的快速励磁系统在增强系统暂态稳定水平方面的作用。”电力系统数学建模在国内外的发展?模型包括:发电机、励磁系统、原动机及调速器系统、负荷模型、输电系统、其它控制器件?七十年代中期,美 EPRI EP849 计划开始研究负荷同时西欧、日本、澳大利亚开始研究?八十年代国际大电网会议和美国 IEEE 协会先后成立工作组研究电力系统的动态负荷问题。系统提出了负荷建模的两类方法。 1993 年、 1994 年分别发表了有关的负荷建模的综述报告。?中国在发电机、励磁系统、调速器系统建模方面开展了广泛的研究。? 1985 年国际大电网会议将电力系统数学模型研究列为主要研究方向。日本电力系统稳定技术调查委员会报告提出: “在电力系统稳定研究中,构成电力系统的发电机、控制系统以及负荷的数学模型和计算方法同样重要,它的表达方法对计算精度影响甚大。”?九十年代以来,很多国家开展了参数辨识技术的研究,引入了人工智能等方法对非线形模型进行建模研究。在中国高校与电力部门配合已成功的在发电机、励磁、调速器、负荷方面取得了全面的进展,形成了一套电力系统元件动态数据库。?应用计算软件为了适应这种需求,增加了自定义模型的模块. 电力系统的数学模型?连续系统的表示方式时域 : 微分方程; 频域: 传递函数?离散系统的表示方式时域: 差分方程; 复域: Z 变换传递函数 mnubdt du bdt udbyadt dyadt yd m mm n n???????? 0101..... ...... 0 11 01... ...)( )()(asas bsbsbsU sYsG nn m mm????????)( )()(fU fYfH????????? nj j nj jjkubjkyaky 11)()()( n mmzaza zbzbbzU zYzH ???????????? 0 11 110...1 ...... )( )()()( )()( 1 1???zA zBzH 励磁模型 K R量测综放比例积分及适应环节移项触发及发电机环节 ST ST 6 51?STT STT 31 21??STST SKK GG GG21 101???——负荷模型动态负荷 A、二阶传递函数模型B、非线性差分方程模型 Gs GsGsGsGs NsDs NsDsNsDs NsDs PV Pf QV Qf PV P PfP QV Q QfQ () ()()()() ()() ()()()() ()() ???????????????????????????????? PkaPkaPkcVkcVk cVkdVkd