一种基于苍狼算法的电力系统负荷建模参数辨识方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108649562A(43)申请公布日2018.10.12(21)申请号201810419873.4(22)申请日2018.05.04(71)申请人华北水利水电大学地址450011河南省郑州市金水区北环路36号(72)发明人熊军华王亭岭张翔宇李铎(74)专利代理机构郑州联科专利事务所(普通合伙)41104代理人刘建芳梁飞龙(51)Int.Cl.H02J3/00(2006.01)权利要求书5页说明书12页附图4页(54)发明名称一种基于苍狼算法的电力系统负荷建模参数辨识方法(57)摘要本发明公开了一种基于苍狼算法的电力系统负荷建模参数辨识方法，针对当前负荷模型参数辨识精确度不足，以待辨识的负荷参数为苍狼并进行寻；在原有的多项式模型的基础上增加了对频率变化的考虑，确保即使负荷电压偏离基准电压时也能较准确的描述负荷特性；通过输入电压和实际系统的输出响应，相对于过于乐观的传统静态模型，能更好的体现负荷特性，具有收敛速度快及辨识结果更加精准的特点；此外，使用苍狼算法进行优化可提高参数辨识的准确性和速度，苍狼算法收敛速度比粒子群算法更快，且含有摆动因子，不易陷入局部最优；同时苍狼算法需要调节的参数较少，相对其他算法，更为简单灵活，可以有效地提高参数辨识的精确度。CN108649562ACN108649562A权利要求书1/5页1.一种基于苍狼算法的电力系统负荷建模参数辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：考虑配电网参数及无功补偿，采用感应电动机并联静态负荷的传统模型作为综合异步电动机负荷模型；S2：设定参数辨识所需的现场实际数据，计算状态变量初始值；S3：建立负荷模型的参数辨识准则函数，并利用苍狼算法对目标函数进行寻优，输出负荷模型；S4：校验辨识后的负荷模型，输出最终结果。2.根据权利要求1所述的基于苍狼算法的电力系统负荷建模参数辨识方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括如下步骤：S1.1：在10kV母线并联静态负荷，将静态负荷用多项式模型描述如式(1)；负荷功率具有随频率变化的特性，因一般频率变化的幅度较小，可用增量式表示，即其中AP+BP+CP＝1，AQ+BQ+CQ＝1；U为实际电压，U0为基值电压，P和Q分别为实际有功功率和无功功率，P0和Q0为基值功率，即电压和频率为额定值时的功率值，PZIP(t)表示静态负荷在t时刻的有功功率，QZIP(t)表示静态负荷在t时刻的无功功率，AP,BP和CP为反映各有功负荷所占百分比，AQ,BQ和CQ为反映各无功负荷所占百分比；S1.2：在静态负荷上并联一附加动态无功补偿元件，方程式如下：其中，QC(t)表示无功补偿元件在t时刻无功补偿容量，下标c为区分作用，并非变量，f表示频率，在标幺值下XC为电容器容抗，XC0为角频率近似取1时的值，即正常运行时的电容器容抗，表示补偿电容器的电容，ω表示角频率，US表示电动机的端电压；S1.3：对异步电动机模型进行数学分析；异步电动机模型用三阶机电暂态微分方程描述，如式(5)：2CN108649562A权利要求书2/5页式中，e'im＝e'im.x+je'im.y为异步电动机暂态电势，e′im·x和e′im·y分别表示暂态电势在x轴和y轴的坐标分量；t是时间，s是异步电动机的转差率，ω0是系统的同步角频率，Td0'表示异步电动机暂态电势的衰减时间常数，下标d仅为区分作用，并非变量，Xs和Rs分别为定子绕组电抗和定子绕组电阻，X'和x＇分别为定子和转子的暂态电抗与同步电抗，Uim＝Uim.x+jUim.y，表示负荷端电压，Uimx和Uimx分别表示感应电动机电压在x轴和y轴的坐标分量；Tj为转子惯性时间常数，Xr、Xm和Xs分别为转子漏抗、激磁电抗和定子漏抗，Tm表示暂态过程中异步电动机的机械负载功率；基于感应电动机暂态等值电路，输出电流方程用下式求出：其中，Iimx和Iimy分别表示异步电动机输出电流在x轴和y轴的坐标分量；异步电动机的功率表达式如下：3.根据权利要求2所述的基于苍狼算法的电力系统负荷建模参数辨识方法，其特征在于：所述步骤S2还具体包括如下步骤：S2.1：给定实测电压激励U(k)、实测有功功率P(k)及无功功率Q(k)；S2.2：设置占空比，设动态负荷占系统综合负荷的比例为Km，由此求出感应电动机初始稳态功率；占空比为其中，PD(0)表示感应电动机初始有功功率，PS(0)表示变压器低压侧母线初始有功功率，下标m、D及S均为区分作用，并非变量；由式(8)及综合异步电动机等值电路求得异步电动机及静态负荷初始稳态有功功率为：3CN108649562A权利要求书3/5页其中，Pim(0)表示异步电动机的初始稳态有功功率，PD(0)表示感应电动机初始有功功率、PS(0)表