[01594558]电力系统建模理论与应用

项目成果主要来源于国家自然科学基金的资助：（1）“基于WAMS的电力系统在线整体建模与协调控制”，国家杰出青年科学基金，No.50725723；（2）“模拟进化方法在电力系统辨识与控制中的应用研究”，国家自然科学基金资助项目，No.59677014；（3）“电力负荷特性的在线测辨理论及其应用”，国家自然科学基金（青年）资助项目，No.58907448。项目系统深入的研究了电力系统建模理论与方法：（1）构建了电力系统非线性建模的基本理论，包括电力系统非线性模型的可辨识性、难易程度和辨识方法等；（2）开发了电力系统建模的基本技术，包括发电机功角测量技术、模型校核方法和建模系统等；（3）针对电力系统的同步发电机建模、动态等值建模、电力负荷建模、可再生能源发电建模、微电网建模和整体建模等，提出了具体建模方法；（4）依据上述理论与方法，编制了《电力系统负荷建模导则》和《同步发电机建模导则》，成果在9个电网得到应用，取得实效。项目在性能指标方面，参数辨识收敛性从传统梯度类方法难以收敛或者不平稳变为收敛而且比较平稳，参数辨识误差从传统梯度类方法的10﹪以上减少为10﹪以内，参数辨识时间从传统梯度类方法的秒级增加为分钟级。项目成果出版专著3部，发表论文71篇，获得专利6项。其中，17篇被SCI收录、单篇SCI最高被引频次为32次，39篇被EI收录。与国内外同类研究相比较，项目的主要创新点如下：（1）提出了基于灵敏度计算的高阶非线性电力系统模型可辨识性的数值分析方法，率先将模拟进化算法全面引入电力系统参数辨识；（2）提出了同步发电机建模的一次抛载法，提出了基于同步发电机Park模型的参数辨识方法；（3）提出了电动机负荷的电力系统动态等值的同调方法，提出了电力系统动态等值的辨识方法；（4）提出了一种新的电力负荷特性在线测辨原理－“先动态后静态”，提出了一种新的动静结合的负荷模型，提出了基于日负荷曲线的负荷构成分析方法，提出了综合负荷模型的参数辨识方法；（5）推导了基于双馈感应式发电机和永磁直驱发电机的风力发电系统的详细模型，提出了大规模风电场的动态等值方法；（6）提出了基于AWS波浪发电系统的详细模型和简化模型；（7）提出了微电网的整体等效模型及其参数确定方法，推导了统一等效电机模型；（8）提出了广域电力体统整体建模的理论与方法，可获得电力系统各类模型的关键参数。电力生产部门采用传统的电力系统计算模型指导电力生产时，已经发现互联电网的稳定水平达不到预期目标，造成电能传输的瓶颈，通过修改电力系统模型和参数有时能够提高传输功率极限达20﹪左右。所以，建立合适的电力系统模型，能够提高传输能力，或者消除安全隐患，具有显著的经济和社会效益。近年来，我国国家电网公司将电力系统建模列为重点工作，大部分省网公司已经或者即将开始电力系统建模工作，所以项目成果在国内外电网具有广泛的应用和推广价值。