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牵引供电所负荷相关性概率建模及其对电力系统影响分析
| 论文题名： | 牵引供电所负荷相关性概率建模及其对电力系统影响分析 |
| 关键词： | 牵引供电所;Copula函数;电力系统;电能质量;铁路功率调节器 |
| 摘要： | 近年来，我国大力发展高速铁路作为交通建设的重要组成部分，极大的满足了社会生产生活的需要，同时也符合我国节能减排、清洁环保的环境要求。但随着大量波动性较强的非线性单相负荷的投入使用，给我国电力系统的正常运行带来了诸多不利影响。因此，开展针对牵引供电所负荷的准确性建模及其对电力系统影响的研究显得尤为必要，其中的牵引供电所负荷简称为牵引负荷。本文在已知实测牵引负荷分布的前提下，建立计及相关性的牵引负荷概率建模并分析其对电力系统影响，同时在铁路补偿装置中加以应用，研究内容和创新点如下： （1）针对一般的不规则分布牵引负荷，传统参数法不能准确反映其负荷分布特性，将会导致牵引负荷建模的误差较大，本文提出采用基于实测数据的非参数核密度估计法构建累积分布函数，该方法不必假设概率密度函数的形式已知，仅从数据样本本身出发，研究其牵引负荷分布持性，可以真实反映实际分布中存在的不对称、多峰等细节情况，因而使得概率函数的适用性更加广泛，有助于提高牵引负荷建模的准确性。 （2）在分析牵引负荷分布时发现，两供电臂负荷之间存在某种相关关系，为此本文引入Copula理论对具有相关性的牵引负荷进行研究。基于实测数据，计算Copula函数参数并根据优选指标选择最优Copula函数，将具有相关性的牵引负荷接入电力系统，分析牵引负荷相关性对电力系统运行的影响。以实测负荷为参考，采用偏差程度和波动程度对所建相关性模型进行准确性评估，并将计及相关性、不计相关性的模拟负荷和实测负荷依次接入IEEE-30节点系统，验证所建相关性模型对电力系统潮流分布影响的准确性；在研究其相关特性对电网电能质量的影响时，建立计及牵引负荷相关性的牵引系统仿真模型，并从谐波和负序的角度展开分析。仿真结果发现，计及相关性因素的牵引负荷结果比不计相关性负荷更接近实测负荷的仿真结果，验证了所建相关性模型的有效性和准确性。 （3）最后，为了体现所建相关性模型在高速铁路牵引负荷研究中的实际应用价值，本文以当前铁路补偿装置的研究热点的铁路功率调节器（RailwayPowerConditioner，RPC）为例，分析考虑牵引负荷的相关性因素在电能质量治理措施中的研究价值。本文提出将RPC仿真中的传统未计相关性的牵引负荷改进为考虑相关性因素的负荷，仿真结果发现计及负荷相关性的网侧负序电流和谐波电流相比不计负荷相关性的结果均相对降低，说明该仿真的电能质量补偿效果有了较好的提高，体现了考虑牵引负荷相关性因素的实际应用价值。 |
| 作者： | 谢亚文 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 罗培;周冠东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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