基于特性融合的電力負(fù)荷模型的建立與仿真

王鵬舉+王思文

摘 要： 目前電力系統(tǒng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究與難點(diǎn)是電力負(fù)荷模型的建立，針對(duì)現(xiàn)有的電力負(fù)荷建模方法存在復(fù)雜、泛化能力弱或精度低的缺點(diǎn)，提出一種基于特性融合的電力負(fù)荷模型建立方法。該方法在深入分析電力負(fù)荷成分的基礎(chǔ)上揭示了其一些基本特性，如靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性，退出、重啟特性，從而構(gòu)成負(fù)荷的綜合特性，最終融合生成綜合負(fù)荷模型。所提出的方法結(jié)合總體測(cè)辨法與統(tǒng)計(jì)綜合法的優(yōu)點(diǎn)，能夠同時(shí)基于負(fù)荷的成分與量測(cè)信息對(duì)電力負(fù)荷復(fù)雜特性進(jìn)行全面的描述，并最后通過(guò)算例仿真驗(yàn)證了該方法的有效性。

關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng)； 負(fù)荷建模； 特性融合； 支持向量回歸

中圖分類號(hào)： TN915.853?34； TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）18?0184?03

Establish and simulation of power load model based on feature fusion

WANG Pengju1， WANG Siwen2

（1. Department of Construction， State Grid Liaoning Electric Power Co.， Ltd.， Shenyang 110006， China；

2. Economic Technology Research Institute， State Grid Liaoning Electric Power Co.， Ltd.， Shenyang 110006， China）

Abstract： The establishment of power load model is the basic research and difficulty in the field of electric power system. In order to solve the problems of complexity， weak generalization ability and low precision existing in the available electric power load modeling methods， a power load modeling method based on feature fusion is proposed， with which， on the basis of analyzing the component of power load deeply， some basic characteristics （such as static and dynamic characteristics， exit and restart characteristics） which form the comprehensive characteristics of the load are revealed， and the integrated load model is generated with fusion approach. In combination with advantages of the measurement?based modeling method and statistical synthesis method， the proposed method can entirely describe the complex characteristics of power load on the basis of load component and measured information. The effectiveness of the method was verified with an example simulation.

Keywords： electric power system； load modeling； feature fusion； support vector regression

電力負(fù)荷模型的建立是電力系統(tǒng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，但也是其難點(diǎn)之一，加之新型負(fù)荷設(shè)備給負(fù)荷模型的建立帶來(lái)了挑戰(zhàn)，負(fù)荷模型是否精確影響著電力系統(tǒng)的仿真分析[1?5]。目前電力負(fù)荷模型主要有統(tǒng)計(jì)綜合法[6]和總體測(cè)辨法[7]，但統(tǒng)計(jì)綜合法存在統(tǒng)計(jì)過(guò)程復(fù)雜，建模精度受其他因素影響大的缺點(diǎn)。而總體測(cè)辨法的泛化能力弱，全局性差。因此針對(duì)以上缺點(diǎn)，本文提出了一種基于特性融合的電力負(fù)荷模型建立方法。該方法在深入分析電力負(fù)荷成分的基礎(chǔ)上揭示了其一些基本特性，如靜態(tài)、動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性，退出、重啟特性，從而構(gòu)成負(fù)荷的綜合特性，并最終融合生成綜合負(fù)荷模型。本文提出的方法結(jié)合總體測(cè)辨法與統(tǒng)計(jì)綜合法的優(yōu)點(diǎn)，能夠同時(shí)基于負(fù)荷的成分與量測(cè)信息對(duì)電力負(fù)荷復(fù)雜特性進(jìn)行全面的描述。

1 基于特性融合的電力負(fù)荷的建模方法思路

本文提出的基于特性融合的電力負(fù)荷模型建立方法思路如圖1所示。其是綜合了總體測(cè)辨法與統(tǒng)計(jì)綜合法，圖中的虛線方框?yàn)榻y(tǒng)計(jì)綜合法所包含步驟。從圖中可以看出，特性融合的過(guò)程也就是統(tǒng)計(jì)綜合法設(shè)備模型比例折算的過(guò)程，從而可以體現(xiàn)負(fù)荷成分的同時(shí)簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)過(guò)程。此外，該方法采用總體測(cè)辨法對(duì)負(fù)荷曲線進(jìn)行擬合，泛化能力增強(qiáng)。該方法的兩個(gè)主要環(huán)節(jié)為特性分析與特性融合，特性分析又可分為靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性。其中靜態(tài)特性可由電阻、電流、功率相關(guān)的3種基本特性進(jìn)行描述，動(dòng)態(tài)特性基于各類設(shè)備模型可分為動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性、退出和重啟特性。特性融合是采用支持向量回歸（SVR）將綜合負(fù)荷基本特性進(jìn)行融合[8]，SVR的輸入為基本特性，輸出為綜合特性，依據(jù)擾動(dòng)發(fā)生時(shí)的量測(cè)信息使得其中的有功 、無(wú)功功率與SVR輸出的有功、無(wú)功功率差值最小。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)現(xiàn)有的電力負(fù)荷建模方法存在復(fù)雜、泛化能力弱或精度低的缺點(diǎn)，提出一種基于特性融合的電力負(fù)荷的模型建立方法。該方法結(jié)合總體測(cè)辨法與統(tǒng)計(jì)綜合法的優(yōu)點(diǎn)，能夠同時(shí)基于負(fù)荷的成分與量測(cè)信息對(duì)電力負(fù)荷復(fù)雜特性進(jìn)行全面的描述。其在極端情況下也保持著較高的精度，操作簡(jiǎn)便，且適用范圍廣。本文最后通過(guò)算例仿真驗(yàn)證了該方法的有效性。

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