基于自适应交互式多模型算法的电力系统负荷建模研究

摘要

电力负荷作为电力系统四大元件之一，准确的负荷模型能够正确地进行电力系统仿真和安全稳定评估。鉴于电力负荷的分布性、时变性和复杂性，准确负荷建模已成为当前电力系统领域亟待解决的重要难题。特别是随着电网规模的不断扩大和负荷种类的日渐丰富，存在着负荷模型结构单一、建模时效性低等问题。本文从负荷模型遴选、最优负荷模型的输入交互与信息融合三个方面入手，深入研究基于自适应交互式多模型算法的负荷建模理论，构建一种新的负荷建模体系。具体包括以下几个方面的内容:
　　(1)为了克服复杂负荷模型集造成的模型竞争，研究如何在负荷模型集中遴选出与实际系统最匹配的模型参与交互。在确定负荷模型集的基础上对模型集参数进行初始化;根据负荷特性对各模型进行状态估计，计算各模型与实际系统间的误差;由新息误差计算归一化新息平方和，并据此进行负荷模型遴选，确定最优负荷模型集。
　　(2)在负荷模型遴选产生的最优负荷模型集的基础上，深入研究如何在最优负荷模型中进行模型间的输入交互。利用各负荷模型之间的马尔可夫转换系数和模型权重计算各模型的混合概率，进而计算各模型在各个时刻的混合状态估计值与混合协方差，获得最优负荷模型交互结果。
　　(3)研究如何对各模型进行信息融合，产生与实际系统相匹配的负荷模型。根据交互结果对各模型进行状态估计，获取下一时刻的状态值与协方差;按照各模型与实际系统的匹配程度更新各模型权重;对状态估计结果按权重更新情况进行加权融合与输出。
　　采用PSCAD进行负荷模型的搭建与故障仿真，利用MATLAB软件进行基于自适应交互式多模型算法的复杂负荷建模仿真;对负荷模型的遴选、最优负荷模型的输入交互和信息融合进行验证。仿真结果表明，基于自适应交互式多模型算法的负荷建模能有效解决负荷模型的时变问题，对电力系统建模的深入研究具有重要的理论与现实意义。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景及意义

1．2 负荷建模的发展现状与研究趋势

1．2．1 负荷建模方法

1．2．2 负荷模型结构

1．2．3 负荷建模的发展动态

1．3 负荷建模存在的问题

1．4 本文主要研究工作

第2章 自适应交互式多模型理论

2．1 IMM的基本原理

2．2 AIMM的基本原理

2．2．1 模型遴选

2．2．2 输入交互

2．2．3 信息融合

2．3 本章小结

第3章 基于AIMM算法的负荷建模

3．1 负荷模型的遴选

3．1．1 负荷模型集的确定

3．1．2 负荷模型集的初始化

3．1．3 负荷模型的状态估计

3．1．4 最优负荷模型集的计算

3．2 最优负荷模型的输入交互

3．2．1 混合概率的计算

3．2．2 混合状态估计值与混合协方差的计算

3．3 最优负荷模型的信息融合

3．3．1 状态估计

3．3．2 概率更新

3．3．3 输出融合

3．4 本章小结

4．1 仿真平台介绍

4．2 模型遴选结果

4．3 交互与融合结果

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 论文的主要研究成果

5．2 后期工作展望

附录

参考文献

致谢

攻读学位期间发表学术论文和参加科研情况