含微型燃气轮机发电的配电网综合负荷建模

摘 要：为了研究含微型燃气轮机发电（microturbine generation，MTG）的配电网综合负荷模型，建立了适合用于分布式发电仿真的MTG数学模型，提出了MTG三阶微分状态方程的等效描述模型，通过建模仿真验证了模型的有效性.在此基础上，提出了含MTG的配电网广义综合负荷模型结构——MTG等效描述模型并联传统综合负荷模型.在3种不同负荷水平、不同扰动程度条件下对该广义综合负荷模型的有效性进行了检验，验证结果表明，本文所提出的广义综合负荷模型具有较好的自描述能力、泛化能力和参数稳定性.

关键词：电力系统负荷建模；分布式发电；微型燃气轮机；等效描述模型；广义综合负荷模型

中图分类号： TM743文献标识码：ASynthesis Load Modeling of Distribution Network

with Microturbine Generation

分布式发电具有污染少、可靠性高、能源利用效率高、安装地点灵活等优点，将成为未来智能电网的重要组成部分[1-2].实践表明，传统的感应电动机并联静态负荷模型对于配电网侧不含电源的传统综合负荷具有很强的描述能力.但当配电网广泛接入风力发电、燃气轮机发电等分布式电源后，传统的负荷模型已不能很好地描述区域配电网的综合负荷特性.先进的微型燃气轮机具有安装灵活、体积小、重量轻、运行简单、污染小、能量密度大、易于冷热电联产等优点，已成为最具有商业竞争力的分布式电源之一[3-4].因此，在鼓励分布式电源高渗透率的大环境下，研究含有MTG的配电网综合负荷模型具有重要意义.

以往MTG的研究主要侧重于其自身动态行为及控制方法[5-6]，而在研究分布式电源对配电网综合负荷特性的影响时，大多忽略了分布式电源自身的运行特性[7-8].本文通过分析MTG的等效外特性，提出了一种MTG系统的机电暂态等效模型，在此基础上，构建了含MTG系统的配电网综合负荷模型结构，即传统配电网综合负荷模型并联MTG等效描述模型.

湖南大学学报（自然科学版）2012年第11期李欣然等：含微型燃气轮机发电的配电网综合负荷建模1 微型燃气轮机发电系统

MT系统分为分轴结构和单轴结构2种.单轴MT系统相对于分轴系统具有效率高、结构紧凑、可靠性高的优势，因而应用广泛.本文采用的MT系统是单轴结构，如图1所示.MTG冷热电联供使得其工作效率有所提高，但对MTG对配网综合负荷特性并无影响，故在本文建模中没有考虑冷热联供的影响.

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