1  绪论

1.1  负荷建模的背景及意义

影响电力系统的分析和计算精度高低的关键因素是各个系统所建模型与实际系统的吻合程度。现代电力系统发展至今，其发电机系统和输电线路系统模型研究及分析已经到达非常成熟的地步，人们可以根据实际问题选择既符合精度要求又简单的模型。相反，负荷模型的发展并非向前两者那样先进，一方面是因为其起步较晚，另一方面也是由于负荷自身的特点难于进行系统的建模，因此，造成了发展迟缓的局面。同时，这也限制了电力系统的计算精度，70年代末，引起了世界上各个国家和地区的学者的高度重视。如美国、加拿大、德国、英国[15]等多个国家和地区的电力系统部门开始进行了现场监测负荷特性等方面的工作。值得高兴的是我们国家也有一些学者在这方面做出了突出贡献，有华北电力大学的贺仁睦博士和河海大学的鞠平博士[15]。

然而，研究负荷建模并非一件易事。高压母线上的负荷由各种各样的负荷类型组成，如静态负荷、动态负荷、并联补偿电容等，而且，各种负荷的构成比例也不尽相同，同时，不同时间各种负荷的运行状态也不确定，此外，各种负荷的运行状态还受温度、季节、天气等多种因素的影响，况且，一般情况下一个地区的负荷分布非常广泛，现场监测这一地区任意时刻的负荷运行情况几乎是不可能的。因此，负荷建模问题成为电力界公认的一大难题。论文网

负荷模型对于电力系统的各个计算均有一定的影响，因此，建立恰当、合适的负荷模型意义非凡。负荷模型对于暂态稳定的影响不仅与模型的结构和参数有关，此外，还与电网的结构、负荷的分布、以及故障点的位置有着密不可分的联系；对于有最优励磁控制系统的影响远比没有最优励磁控制系统的影响大；对于当前人们越来越关心的问题——电压稳定的影响，还是一个比较大的未知数，因而成为了负荷建模研究的新动力；对于潮流计算的影响，体现在电力系统在不同的运行条件下，不同的负荷模型所带来的计算误差大小不同。

1.2  负荷模型的类型选择

负荷模型有很多种，但是从负荷模型的结构来看，不外分为输入输出式和机理式模型结构[15]两类。其中，输入输出式是已知输入输出数据，以两者之间的关系为依据，通过探知合适的数学表达式来进一步表示两者之间的关系；机理式是从负荷模型的内部结构入手，通过模拟负荷特性从而建立与实际相符的负荷模型。

1.2．1  静态负荷模型

目前静态负荷模型主要有两种，多项式和指数型模型，这两种模型都是输入输出式。通常使用的恒阻抗、恒功率、恒电流模型都是这两种模型的特例。这两种模型中，后者更为常用一些。

（1）多项式模型

常见的多项式模型多写为下式：

多项式模型就是经典的“ZIP”模型，系数 反映了各类负荷在总功率中所占百分比，有

（2）指数模型文献综述

指数函数模型的一般形式如下：

若不计及频率变化的影响，则指数函数模型为

1.2．2  动态负荷模型

（1）机理式模型

最为常见的机理动态模型是将异步电动机的T型等效模型与恒阻抗模型相结合，这种只是考虑转子的机械暂态，讨论并研究随着电动机运行状态的不同，机械负荷的变化过程。不同的文献提出了不同的机理式模型，本文不再一一赘述。

（2）输入输出式模型

A. 常微分方程模型的一般形式：