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面向负荷建模的变电站日负荷曲线在线分类方法及应用

作　者: 蒋雯倩
导　师: 李欣然
学　校: 湖南大学
专　业: 电气工程
关键词: 电力系统负荷建模负荷特性分类日负荷曲线改进FCM算法数据预处理自动接口平台
分类号: TM714
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着我国主要电网的全国性互联进程的推进,电网规模不断扩大,实时仿真计算是目前实际应用中提出的新要求。负荷的构成和运行状态是随机变化的,而实时仿真计算要求仿真速度与电力系统实际动态过程相一致,其电力系统综合负荷模型要能准确的描述时变负荷的负荷特性,这对电力系统综合负荷建模技术提出了更高的要求。负荷特性的在线建模是解决负荷随机变化性与实时仿真计算对综合负荷模型要求之间矛盾的理想途径。负荷特性的在线建模技术对数据要求是：能准确的反映时变负荷的本质特征。SCADA系统提供的变电站日负荷曲线,以实测数据为基础,包含有丰富的反映综合负荷构成特征的信息,可以应用于综合负荷的在线建模。本文针对SCADA系统变电站日负荷数据应用于在线负荷建模的实际需要,围绕基于日负荷曲线的负荷特性分类方法、日负荷曲线数据预处理方法和变电站负荷特性在线分类应用平台开发等实际工程问题展开理论与应用研究。负荷特性分类一般采用无监督的分类技术,基于模糊聚类原理的分类方法在实际负荷特性分类中广泛运用。本文在分析现有的负荷特性分类方法的基础上针对FCM聚类算法对初始值比较敏感,收敛结果依赖于聚类原型参数的缺点,结合减法聚类,提出了基于改进的FCM算法的分类思想。对湖南省某变电站和14个地区变电站日负荷曲线进行分类,结果表明所提出的改进的FCM算法在分类结果准确性、分类中心综合描述能力以及算法效率上都要优于FCM算法,同时通过分析14个地区变电站日负荷曲线分类结果的相似度和相异性,得出改进FCM算法的分类结果合理性。变电站日负荷曲线是由SCADA系统实测数据描述而成,存在异常数据,这些异常数据在一定程度上干扰了负荷的正常变化规律,影响负荷模型的精确性,在使用之前有必要对其进行处理。本文通过分析变电站日负荷曲线的特点,提出了一套系统的日负荷曲线坏数据自动处理技术。首先运用内维尔算法(Neville)对缺失数据补全；然后采用改进FCM算法对日负荷曲线进行聚类,产生各类的特征曲线,利用负荷曲线的横向相似性辨识负荷坏数据；最后利用特征曲线进行坏数据调整。实例分析取得了良好效果。为了实现负荷特性在线分类的工程应用,本文开发了变电站负荷特性在线分类应用平台。本平台基于模块化设计思想,以湖南省SCADA系统Oracle数据库为数据源,将平台设计为自动接口平台和变电站负荷特性分类模块两个模块。在实现过程中以VC++语言作为开发语言,通过ADO数据库访问技术远程访问Oracle数据库,将通过数据自动预处理后的变电站日负荷曲数据存放到后台SQLServer2000数据库中。本文所开发的变电站负荷特性在线分类应用平台是“在线准实时负荷建模技术支持系统”的重要组成部分,已在湖南省电力调度通信中心投入实际运行。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
目录  9-11
第1章绪论  11-21
  1.1 选题背景  11-13
    1.1.1 负荷建模的研究意义  11-12
    1.1.2 负荷建模的方法  12-13
    1.1.3 负荷特性在线分类的必要性  13
  1.2 负荷特性分类  13-18
    1.2.1 电力负荷和电力负荷分类  13-16
    1.2.2 电力负荷特性分类的指标  16-17
    1.2.3 电力负荷特性分类的方法  17-18
  1.3 电力负荷特性分类的其他应用  18-20
    1.3.1 负荷预测  19
    1.3.2 电力需求侧管理  19-20
    1.3.3 定制电价  20
  1.4 本文研究内容  20-21
第2章负荷特性分类方法研究  21-40
  2.1 引言  21
  2.2 负荷特性的分类特征和分类方法  21-25
    2.2.1 负荷特性分类的特征向量  22-23
    2.2.2 日负荷曲线作为分类特征的特点分析  23-25
  2.3 模糊聚类方法  25-30
    2.3.1 基于等价关系的负荷特性模糊聚类  26-28
    2.3.2 基于目标函数的模糊聚类分析  28-30
  2.4 改进的FCM算法  30-34
    2.4.1 减法聚类算法  31-32
    2.4.2 改进的FCM算法  32-34
  2.5 应用实例  34-39
    2.5.1 同一变电站不同日的日负荷曲线分类  34-35
    2.5.2 同一日不同变电站日负荷曲线分类  35
    2.5.3 分类结果讨论  35-39
  2.6 小结  39-40
第3章变电站日负荷曲线的数据预处理  40-49
  3.1 引言  40
  3.2 变电站日负荷曲线的特点分析  40-43
    3.2.1 变电站正常日负荷曲线分析  41-42
    3.2.2 变电站日负荷曲线异常数据分析  42-43
  3.3 电力负荷坏数据处理方法  43-46
    3.3.1 电力负荷坏数据的一般处理方法  43-44
    3.3.2 数据自动预处理  44-46
  3.4 实例分析  46-48
    3.4.1 缺失数据补全  46-47
    3.4.2 坏数据辨识  47
    3.4.3 坏数据调整  47-48
  3.5 小结  48-49
第4章变电站负荷特性在线分类应用平台开发  49-60
  4.1 引言  49
  4.2 在线分类应用平台的构建思想和基本技术  49-54
    4.2.1 应用平台的构建思想  49-50
    4.2.2 基本技术  50-54
  4.3 变电站负荷特性在线分类应用平台  54-57
    4.3.1 应用平台开发环境-Visual Studio 2005  54-55
    4.3.2 自动接口平台  55-56
    4.3.3 变电站负荷特性在线分类数据库的构建  56-57
  4.4 变电站负荷特性在线分类应用平台实现效果  57-59
  4.5 小结  59-60
结论  60-62
  本文的主要研究内容和成果  60-61
  今后研究工作展望  61-62
参考文献  62-68
致谢  68

面向负荷建模的变电站日负荷曲线在线分类方法及应用

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