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在线广域负荷建模技术支持系统的平台设计与开发

作　者: 王益成
导　师: 李欣然
学　校: 湖南大学
专　业: 电气工程
关键词: 电力系统负荷建模统计综合法总体测辨法模型参数在线修正数据库管理平台技术支持系统
分类号: TM743
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

电力系统综合负荷建模是电力系统研究领域的基础课题。统计综合法（Component-based approcach）和总体测辨法（Measurement-based approach）是目前负荷建模中最基本、也是最重要的两种方法，负荷模型参数在线修正则满足了电网在线仿真计算对负荷模型参数时变性的要求。大量的试验仿真和实际运行表明：负荷模型对电力系统的功角稳定、电压稳定、潮流计算等都会产生非同小可的影响，因此，研究并确定能够准确地反映实际情况的负荷模型显得尤为重要。提高电力负荷模型的精度不仅需要大量真实可靠的测量数据和有效的负荷建模方法，还需要完善的负荷建模技术支持系统。因此，负荷建模技术支持系统的开发对于获得准确实时的负荷模型、维持电网安全稳定运行、促进负荷建模技术工程实用化都具有非常重要的意义。本文以实现综合负荷建模技术工程化应用为目的，围绕综合负荷建模技术支持系统的开发与设计这一问题，主要从以下几个方面展开：首先，从整个技术支持系统实现的功能出发，研究其在界面编译环境、数据库管理系统、程序设计语言等方面对软件的要求，提出采取面向对象设计方法和模块化结构设计方式的思想，采用VS2005作为平台构建环境，以SQL2000作为数据库管理系统，以动态链接库（DLL）技术实现各个模块的有机结合，这一系列的软件技术，为整个支持系统的构建奠定了软件基础。其次，根据目前负荷建模技术研究现状和发展趋势，阐述了统计综合负荷建模、总体测辨建模以及变电站综合负荷模型参数在线修正共三种在线广域综合负荷建模技术。统计综合负荷建模基于统计学原理，采用加权的方法，以典型用电设备负荷特性为基础，层层递进，步步归算，最后得出变电站综合负荷模型参数；总体测辨建模以现场实测数据为数据样本，在确定辨识模型结构后，采用相应的辨识算法与辨识准则，最后确定负荷的模型结构以及其中的参数；负荷模型参数修正以SCADA数据和负控数据为数据源，建立变电站功率平衡方程，最后在线修正负荷模型参数，从而满足了电网在线仿真计算对负荷模型参数时变性的要求。这三种建模方法为整个技术支持系统的构建奠定了成熟的理论基础。第三，针对传统数据在负荷建模应用中的不足，提出了采用广域多源异构数据源作为建模数据源的思想，其中广域多源异构数据包括：故障录波数据、PMU/WAMS数据、EMS/SCADA数据、负控数据、调查统计数据共5种数据。通过分析比较这5种数据的特点，针对不同的数据源，提出了一套行之有效的数据采集和预处理方法，并在此基础上构建了数据库管理平台，从而为负荷建模技术提供了稳固的数据支撑。最后，基于综合负荷建模技术，利用多源异构数据，设计开发了电力系统在线广域负荷建模技术支持系统。整个支持系统平台基于结构化设计思想，采用面向对象设计思想，以SQL Server2000关系数据库作为数据管理服务器，以可视化程序Visual2005作为集成开发环境。本系统由数据库管理平台和综合负荷建模平台两部分组成。其中，数据库管理平台包括5个模块：故障录波数据库管理模块、PMU/WAMS数据库管理模块、EMS/SCADA数据库管理模块、负控数据管理模块、调查统计数据库管理模块。综合负荷建模平台包括统计综合建模子平台、总体测辨负荷建模子平台、参数在线修正子平台。该平台以工程实用化为目标，具有理论基础成熟、界面清晰、操作简单、便于扩展、应用灵活、可大范围推广等特点。目前，此支持系统已经实现了所有的功能，并在湖南省电力调度中心通过调试运行。整个系统运行稳定，获得了湖南省电网中所有220kV变电站的综合负荷模型参数，经验证，这些模型参数结果真实可靠。本文的工作极大地促进了负荷建模技术的工程实用化。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-15
第1章绪论  15-25
  1.1 选题背景与意义  15-16
  1.2 电力系统负荷建模研究状况与发展趋势  16-18
    1.2.1 负荷建模的历史回顾  16
    1.2.2 负荷建模的工程实用化理论方法与技术难题  16-18
  1.3 电力系统综合负荷建模技术支持系统相关软件技术  18-23
    1.3.1 面向对象设计方法  18-19
    1.3.2 C/S 模式  19
    1.3.3 SQL Server 2000 概述  19-20
    1.3.4 模块化结构设计方式  20
    1.3.5 Visual Studio 2005  20-21
    1.3.6 API 函数  21
    1.3.7 动态链接库（DLL）  21
    1.3.8 WinExec 函数  21-22
    1.3.9 微软基础类（MFC）  22
    1.3.10 Microsoft Visual C++程序设计  22
    1.3.11 ADO 技术  22-23
  1.4 本文的主要研究内容  23-25
第2章电力系统综合负荷模型及其建模方法  25-39
  2.1 电力系统综合负荷模型概述  25-30
    2.1.1 负荷模型的概念  25
    2.1.2 负荷模型的分类  25-29
    2.1.3 综合负荷模型的选择原则  29-30
  2.2 电力系统综合负荷建模技术  30-38
    2.2.1 统计综合法  30-34
    2.2.2 总体测辨建模法  34-36
    2.2.3 负荷模型参数修正  36-38
  2.3 本章总结  38-39
第3章广域多源数据与数据库管理平台的构建  39-58
  3.1 广域负荷建模所需数据的来源及其预处理  39-45
    3.1.1 故障录波数据及其预处理  39-41
    3.1.2 PMU/WAMS 数据  41-43
    3.1.3 EMS/SCADA 数据  43-44
    3.1.4 负控数据  44
    3.1.5 负荷构成特性信息集成平台调查的数据  44-45
  3.2 广域多源实时数据库设计  45-55
    3.2.1 数据库总体结构及各部分数据入库流程  45-47
    3.2.2 故障录波数据库设计  47-49
    3.2.3 PMU/WAMS 数据库设计  49-50
    3.2.4 EMS/SCADA 数据库设计  50-51
    3.2.5 负控数据库设计  51-52
    3.2.6 调查统计数据库设计  52-55
  3.3 广域多源实时数据库管理系统的构建思路与方法  55-57
    3.3.1 数据库管理系统总体结构及设计思路  55-56
    3.3.2 数据库管理系统设计原则  56
    3.3.3 软件开发技术  56-57
  3.4 本章小结  57-58
第4章在线广域负荷建模系统总体平台的构建  58-74
  4.1 引言  58
  4.2 在线广域负荷建模技术支持系统总体结构  58-59
  4.3 平台构建的基本思想和原则  59
    4.3.1 平台构建的基本思想  59
    4.3.2 平台构建的基本原则  59
  4.4 平台的实现技术与实现方法  59
  4.5 平台总功能  59-60
  4.6 在线广域负荷建模技术支持系统的实现及功能介绍  60-72
    4.6.1 系统登录和系统整体界面  60-62
    4.6.2 数据库管理平台介绍  62-66
    4.6.3 综合负荷建模平台构建  66-69
    4.6.4 综合负荷建模平台介绍  69-72
  4.7 本章小结  72-74
结论  74-76
参考文献  76-79
致谢  79-81
附录 A 攻读学位期间所发表的论文  81-82
附录 B 攻读学位期间所参加的科研项目  82

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