含微型燃氣輪機發電的配電網綜合負荷建模

摘 要：為了研究含微型燃氣輪機發電（microturbine generation，MTG）的配電網綜合負荷模型，建立了適合用于分布式發電仿真的MTG數學模型，提出了MTG三階微分狀態方程的等效描述模型，通過建模仿真驗證了模型的有效性.在此基礎上，提出了含MTG的配電網廣義綜合負荷模型結構——MTG等效描述模型并聯傳統綜合負荷模型.在3種不同負荷水平、不同擾動程度條件下對該廣義綜合負荷模型的有效性進行了檢驗，驗證結果表明，本文所提出的廣義綜合負荷模型具有較好的自描述能力、泛化能力和參數穩定性.

關鍵詞：電力系統負荷建模；分布式發電；微型燃氣輪機；等效描述模型；廣義綜合負荷模型

中圖分類號： TM743文獻標識碼：ASynthesis Load Modeling of Distribution Network

with Microturbine Generation

分布式發電具有污染少、可靠性高、能源利用效率高、安裝地點靈活等優點，將成為未來智能電網的重要組成部分[1-2].實踐表明，傳統的感應電動機并聯靜態負荷模型對于配電網側不含電源的傳統綜合負荷具有很強的描述能力.但當配電網廣泛接入風力發電、燃氣輪機發電等分布式電源后，傳統的負荷模型已不能很好地描述區域配電網的綜合負荷特性.先進的微型燃氣輪機具有安裝靈活、體積小、重量輕、運行簡單、污染小、能量密度大、易于冷熱電聯產等優點，已成為最具有商業競爭力的分布式電源之一[3-4].因此，在鼓勵分布式電源高滲透率的大環境下，研究含有MTG的配電網綜合負荷模型具有重要意義.

以往MTG的研究主要側重于其自身動態行為及控制方法[5-6]，而在研究分布式電源對配電網綜合負荷特性的影響時，大多忽略了分布式電源自身的運行特性[7-8].本文通過分析MTG的等效外特性，提出了一種MTG系統的機電暫態等效模型，在此基礎上，構建了含MTG系統的配電網綜合負荷模型結構，即傳統配電網綜合負荷模型并聯MTG等效描述模型.

湖南大學學報（自然科學版）2012年第11期李欣然等：含微型燃氣輪機發電的配電網綜合負荷建模1 微型燃氣輪機發電系統

MT系統分為分軸結構和單軸結構2種.單軸MT系統相對于分軸系統具有效率高、結構緊湊、可靠性高的優勢，因而應用廣泛.本文采用的MT系統是單軸結構，如圖1所示.MTG冷熱電聯供使得其工作效率有所提高，但對MTG對配網綜合負荷特性并無影響，故在本文建模中沒有考慮冷熱聯供的影響.