基于智能配电网的电力系统负荷建模及其影响分析

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电力负荷是电力系统的重要组成部分,它在电力系统的运行控制、分析设计中起着重要的作用。在电力系统的研究中,负荷模型的准确度影响着电网的调度运行、规划和决策。因此,负荷模型的建立及其对智能电网的影响研究受到国内外学者的极大关注。建设坚强的智能电网是未来电网发展的趋势,智能电网的发展必将包含电动汽车的应用,随着电动汽车及其充放电技术的不断发展,电动汽车将越来越多地应用于人们的生活当中。当电动汽车充放电站规模化建设、电动汽车规模化应用时,庞大的电动汽车负荷将会对电网负荷造成一定程度的影响。为了保证电网能够满足电动汽车发展的需求同时避免电动汽车对电网的运行造成不良影响,需要研究电动汽车规模化应用对电网的影响等。因此,本文利用统计综合法对电力负荷进行建模,利用三次样条插值函数和实测电网潮流数据验证模型的有效性,并在此基础上分析了电动汽车的接入对智能配电网的影响等。论文主要内容如下:(1)介绍了智能配电网的概念以及电力系统负荷建模的概念、方法、常见模型结构及其参数辨识方法等。论文采用统计综合法进行负荷建模,首先对山西某地区的用电行业分类,选取典型用户,通过调查统计得到该地区各用户的设备参数,最后建立某变电站节点的综合负荷模型。(2)通过变电站监测设备实际测得的电压、功率数据建立三次样条插值函数模型,所建立的模型曲线能够最真实的反应实测数据点的变化趋势。用三次样条函数模型与所建立的综合负荷幂函数模型进行对比,验证幂函数模型的有效性。(3)结合山西某地实际的电动汽车充放电站的建设,根据电动汽车充放电方式的不同,引出电动汽车负荷的分类。作为传统负荷吸收电能的一类电动汽车称为基本负荷,简称基荷;实现电能充放电过程的一类电动汽车称为双向负荷。双向负荷的充放电采用Vehicle to Grid (V2G)技术,即可以实现电动汽车与电网的双向互动,电动汽车本身又可作为可移动的分布式储能单元。同时分析了充放电机的运行情况,结合当地的电网运行特性分析了基荷与双向负荷对电网负荷曲线的影响,得出作为双向负荷的电动汽车可以实现负荷移峰填谷。(4)在PSASP中搭建某地电网一次图,将所得综合负荷模型带入负荷参数中,首先将仿真计算所得的电网潮流数据与实测潮流数据对比分析,验证了所建模型的适用性和有效性;同时计算电动汽车在充放电模式下的电网潮流,对电力规划有一定的参考价值。其次,对电网中的线损进行分析计算,考虑了包含电动汽车的电网中不同季节的电网损耗。最后分析了包含电动汽车的配电变压器损耗以及电压变化趋势,得出电动汽车的加入使得变压器的铜耗增加,而在用电高峰时段充电,充电距离越远变压器两侧的电压越低。
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