基于广域测量的负荷动特性建模研究

论文摘要

随着我国电网规模的扩大以及复杂程度的增加,电力系统数字仿真成为电力系统规划、设计、运行、分析的主要手段,负荷模型和参数的准确度对仿真结果影响很大。尤其是现代电力系统中用电负荷结构发生了重大变化,使得作为电力系统领域几大难题之一的综合负荷建模更加艰难,传统的负荷模型面临严峻的挑战。为了适应电力系统数字仿真的需要,必须建立新的负荷模型。目前测量技术和计算机技术飞速发展,针对电力系统中负荷建模现状,本文提出了一种基于广域测量信息的支持向量机的负荷建模新方法,并建立了一种新的负荷模型。本文主要从事了以下三个方面的工作:首先,本文对负荷建模的发展与现状进行了综述,介绍了广域测量系统和支持向量机的基本理论及其在负荷建模中的应用。文中将广域测量系统测得的信息作为负荷建模的依据,提出了一种基于广域测量信息与支持向量机的新的负荷建模方法以及新的负荷模型表述形式。其次,利用支持向量机进行建模并对负荷模型的结构和参数进行辨识。论文利用支持向量机方法对其负荷模型进行非线性回归分析,通过引入高斯径向基核函数将输入空间非线性映射到一个特征空间,从而将输入空间的非线性问题转化为特征空间的线性问题,并在高维特征空间进行线性回归得到非线性函数。然后通过贝叶斯证据框架的三个准则分别对支持向量机模型的四个参数进行辨识和优化,建立一种非机理非线性综合负荷模型。最后,该文对山东电网某220kV变电站的实测数据进行了仿真。利用广域测量系统提供的电压、频率、以及通过计算得到的功率等动态信息作为输入和输出,通过改变支持向量机的模型结构和待辨识的参数值,来检验该方法在模型结构的选择和参数优化中的有效性,并对负荷模型的泛化能力、模型结构的灵活性、以及算法的计算速度等进行分析。仿真实验验证了该方法的有效性和模型的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 负荷建模的重要意义
• 1.2.1 负荷模型对暂态稳定的影响
• 1.2.2 负荷模型对电压稳定的影响
• 1.2.3 负荷模型对小扰动稳定的影响
• 1.3 负荷建模概况
• 1.3.1 负荷建模的发展
• 1.3.2 常用负荷建模方法
• 1.3.3 负荷模型结构
• 1.3.4 模型参数辨识
• 1.4 负荷建模研究现状
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 广域测量系统在负荷建模中的应用
• 2.1 引言
• 2.2 广域测量系统发展与现状
• 2.2.1 广域测量系统在国外的发展与现状
• 2.2.2 广域测量系统在国内的发展与现状
• 2.3 广域测量系统概述
• 2.3.1 广域测量系统基本原理
• 2.3.2 GPS和相量测量系统
• 2.4 广域测量系统组成
• 2.4.1 基于GPS的PMU/APMU子站
• 2.4.2 调度中心的数据服务器
• 2.4.3 通信系统
• 2.4.4 可视化监视子系统
• 2.5 本章小结
• 第三章 支持向量机
• 3.1 引言
• 3.2 支持向量机基本理论
• 3.3 核函数
• 3.4 最小二乘支持向量机
• 3.5 支持向量机研究现状
• 3.6 本章小结
• 第四章 支持向量机在建模中的应用研究
• 4.1 引言
• 4.2 广域测量信息的应用
• 4.2.1 选取建模数据
• 4.2.2 数据预处理
• 4.3 综合负荷模型的结构
• 4.3.1 核函数的选取
• 4.3.2 非线性负荷模型辨识
• 4.4 负荷模型参数辨识与优化
• 4.4.1 常用参数辨识方法
• 4.4.2 贝叶斯证据框架
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于广域测量信息和支持向量机的实例建模仿真研究
• 5.1 引言
• 5.2 实例仿真
• SVMlab工具箱简介'>5.2.1 LS_SVMlab工具箱简介
• 5.2.2 仿真步骤与实验结果
• 5.2.3 仿真结果分析
• 5.3 小样本情况下实例仿真
• 5.3.1 仿真结果分析
• 5.3.2 两个实例仿真结果比较
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表