[發明專利]一種基于出廠數據的電動機機電暫態仿真模型參數獲取方法

有效

• 申請號: 200910241865.6
• 申請日: 2009-12-11
• 公開（公告）號: CN101727522A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 湯涌;趙兵;張文朝;王琦;邱麗萍
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電力系統領域，提出了一種基于電動機出場數據計算電動機仿真模型參數的方 法。

背景技術

電力系統仿真中所采用的模型參數是仿真準確性的重要決定因素，相對于比較成熟的發電機 組和輸電網絡模型，負荷模型仍比較簡單。隨著國內外電網復雜程度的增加，電網規模的擴大， 電網的動態穩定及電壓穩定問題更突出，負荷模型對系統仿真計算結果的影響不容忽視。

在電力系統負荷中，對系統穩定特性影響較大的是電動機負荷。1996年8月10日和2000 年8月4日發生在美國WSCC的兩次停電事故促使WECC于2002年將之前采用的純靜態負荷 模型替換為包含20％電動機的過渡負荷模型(Interim?Load?Model)。另外，自1990年以來美國 California南部地區多次發生故障后出現負荷側母線電壓恢復緩慢的現象，相似的事故同樣發生 于Florida電力和照明公司，但是采用各種常規負荷模型甚至包括過渡負荷模型也無法模擬出這 些故障后母線電壓緩慢恢復的特性。研究結果表明，這些系統穩定特性與電動機的動態特性有著 很大的關系。據統計，在電力系統負荷中超過60％都是電動機負荷，系統發生故障后數秒內的 負荷動態特性主要來源于電動機負荷的綜合響應特性。

確定感應電動機負荷的模型參數是電力系統負荷建模和穩定仿真計算所必需的。通常所采用 的電動機模型參數直接參照IEEE自1987年推薦的幾種典型參數。IEEE推薦的感應電動機的典 型模型參數，距今已有20多年的歷史，將這些典型模型參數應用于當前電網的仿真分析的適應 性和準確性會受到限制。

基于試驗實測數據確定的電動機仿真模型參數的適應性最強，但是由于電力系統中電動機負 荷的種類、數量非常多，基于實測的模型參數確定方法的應用性受到限制。

因此，如何根據電動機的出廠數據，如額定功率、額定功率因數、最大電磁轉矩、起動轉矩、 起動電流、轉子轉速等，估算適用于電力系統仿真程序用的電動機模型參數一直處于研究狀態， 該問題至今沒有得到很好的解決。

發明內容

本發明基于PSD-BPA暫態穩定仿真程序采用的電動機三階數學模型，提出根據電動機出廠 數據估算適用于電力系統機電暫態仿真的電動機模型參數的方法。所提算法計算電動機模型參數 的基礎數據是電動機的出廠數據，且算法收斂特性好、魯棒性較強。根據出廠數據計算模型參數， 為電力系統仿真中采用的電動機模型參數的選擇提供了方便性。

本發明提出了一種基于出廠數據的電動機機電暫態仿真模型參數獲取方法，該方法基于感應 電動機的出廠數據，估算能用于電力系統機電暫態仿真程序的電動機模型參數，所述感應電動機 的出廠數據包括額定功率、額定功率因數、最大電磁轉矩、起動轉矩、起動電流和轉子轉速。

其中，該方法的基本步驟包括：

(1)根據電動機的出廠數據所提供的同步轉速和電動機極對數，來計算電動機的額定滑差 S_n：

Sn=n-nnn---(1)]]>

其中為同步轉速，單位為r/min，f為系統頻率，p為極對數；

(2)根據電動機的出廠數據所提供的電動機額定電壓U_n、額定電流I_n和額定功率因數cosθ_n， 計算電動機輸入的有功功率P和無功功率Q：

P＝3U_nI_ncosθ_n

Q＝Ptanθ_n????????????????????????????????????????????????????(2)