[發明專利]一種考慮負荷低電壓釋放特性的綜合負荷模型的建模方法

有效

• 申請號: 201410475963.7
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104201674B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 王琦;湯涌;易俊;趙兵;劉麗平
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 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

1.一種考慮負荷低電壓釋放特性的綜合負荷模型建模方法，其特征在于：所述綜合負荷模型包括靜態負荷模型和電動機負荷模型；所述方法包括以下步驟：

步驟1：根據靜態負荷低電壓釋放特性建立靜態負荷模型；

步驟2：根據電動機負荷低電壓釋放特性建立電動機負荷模型；

步驟3：確定綜合負荷模型輸出的有功功率和無功功率；

所述步驟1中，電網發生故障前和故障后靜態負荷尚未發生低電壓釋放時，靜態負荷的有功功率和無功功率分別表示為：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_s=P_{s0}\[P_Z{\left(V/V_0\right)}^2+P_I(V/V_0)+P_P\]\\ Q_s=Q_{s0}\[Q_Z{\left(V/V_0\right)}^2+Q_I(V/V_0)+Q_P\]\end{array}\right.$

其中，P_s和Q_s分別為電網發生故障前和故障后靜態負荷尚未發生低電壓釋放時靜態負荷的有功功率和無功功率；P_s0和Q_s0分別為穩態時靜態負荷的有功功率和無功功率；P_Z和Q_Z分別為靜態負荷中的恒定阻抗部分有功功率比例和無功功率比例；P_I和Q_I分別為靜態負荷中的恒定電流部分有功功率比例和無功功率比例；P_P和Q_P分別為靜態負荷中的恒定功率部分有功功率比例和無功功率比例；V為負荷母線實際電壓幅值，V₀為穩態時負荷母線電壓幅值；

設故障清除后有m種帶有低壓保護裝置的靜態負荷滿足低壓釋放條件，則靜態負荷的有功功率P_s′和無功功率Q_s′分別表示為：

$\left\{\begin{array}{c}{P_s}^{\′}=P_{s0}(1-k_{s1}-k_{s2}-...-k_{sm})\[P_Z{\left(V/V_0\right)}^2+P_I(V/V_0)+P_P\]\\ {Q_s}^{\′}=Q_{s0}(1-k_{s1}-k_{s2}-...-k_{sm})\[Q_Z{\left(V/V_0\right)}^2+Q_I(V/V_0)+Q_P\]\end{array}\right.$

其中，k_s1、k_s2、…、k_sm分別為帶有第1、2、…、m種低壓保護裝置的靜態負荷在總的靜態負荷中的比例；

所述步驟2中，電網發生故障前和故障后電動機負荷尚未發生低電壓釋放時，電動機負荷滿足：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{{{\mathrm{dE}}_d}^{\′}}{dt}=-\frac{1}{T^{\′}}\[{E_d}^{\′}+(X-X^{\′})I_q\]-(\mathrm{\ω}-1){E_q}^{\′}\\ \frac{{{\mathrm{dE}}_q}^{\′}}{dt}=-\frac{1}{T^{\′}}\[{E_q}^{\′}-(X-X^{\′})I_d\]+(\mathrm{\ω}-1){E_d}^{\′}\\ \frac{d\mathrm{\ω}}{dt}=-\frac{1}{2H}\[({\mathrm{A\ω}}^2+B\mathrm{\ω}+C)T_0-({E_d}^{\′}{I}_d+{E_q}^{\′}{I}_q)\]\end{array}\right.$

其中，E_d′為電動機d軸瞬變電動勢，E_q′為電動機q軸瞬變電動勢；T′為電動機開路暫態時間常數，T₀為電動機的基準機械轉矩；A、B和C為機械轉矩系數；X為轉子開路電抗，且X＝X_S+X_M，其中X_S為定子電抗，X_M為激磁電抗；X′為轉子堵轉時的定子等值電抗，且X′＝X_S+X_MX_r/(X_r+X_m)，X_r為轉子電抗；ω為轉子的角速度；I_d為定子電流d軸分量，I_q為定子電流q軸分量，分別表示為：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_d=\frac{1}{R_s^2+X^{\′2}}\[R_s(U_d-{E_d}^{\′})+X^{\′}(U_q-{E_q}^{\′})\]\\ I_q=\frac{1}{R_s^2+X^{\′2}}\[R_s(U_q-{E_q}^{\′})-X^{\′}(U_d-{E_d}^{\′})\]\end{array}\right.$

其中，R_s為定子電阻，U_d為定子端電壓d軸分量，U_q為定子端電壓q軸分量；

電動機負荷吸收的有功功率P_m和無功功率Q_m分別表示為：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_m=U_d{I}_d+U_q{I}_q\\ Q_m=U_q{I}_d-U_d{I}_q\end{array}\right.$

設故障清除后有n種帶有低壓保護裝置的電動機負荷滿足低壓釋放條件，則電動機負荷的有功功率P_m′和無功功率Q_m′分別表示為：

$\left\{\begin{array}{c}{P_m}^{\′}=(1-k_{mI}-k_{mII}-...-k_{mn})(U_d{I}_d+U_q{I}_q)\\ {Q_m}^{\′}=(1-k_{mI}-k_{mII}-...-k_{mn})(U_q{I}_d-U_d{I}_q)\end{array}\right.$

其中，k_mI、k_mII、…、k_mn為帶有第I、II、…、n種低壓保護裝置的電動機負荷在總的電動機負荷中的比例；

所述步驟3中，綜合負荷模型輸出的有功功率和無功功率分別表示為：

$\left\{\begin{array}{c}P={P_s}^{\′}+{P_m}^{\′}\\ Q={Q_s}^{\′}+{Q_m}^{\′}\end{array}\right.$

其中，P和Q分別為綜合負荷模型輸出的有功功率和無功功率。