[發明專利]一種電動機負荷模型的構建方法

有效

• 申請號: 201510890254.X
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN105429132B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 王琦;易俊;趙兵;湯涌;劉麗平;王建明;張健;郭強
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F30/367
• 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

本發明提供一種電動機負荷模型的構建方法，包括以下步驟：建立電動機負荷模型；對電動機負荷模型進行事故仿真計算；確定電動機負荷模型的頻率特性參數。本發明提供的電動機負荷模型的構建方法準確確定各類電動機負荷的頻率參數，對提高電力系統仿真精度、保證電網正常運行的安全性、可靠性運行具有重要的意義；充分考慮了電動機的轉矩?滑差物理機理特性，其收斂特性好、魯棒性強；克服了傳統負荷模型無法準確描述異步電動機群負荷頻率特性的缺點，提高了電力系統仿真計算的可信度，為電力系統的科學規劃和安全穩定運行提供了有力保障。

技術領域

本發明涉及電力系統仿真技術，具體涉及一種電動機負荷模型的構建方法。

背景技術

隨著電力系統互聯程度的提高，電網在故障下的動態特性變得越來越復雜，為了提高電網的安全性預防大停電事故的發生，在電網規劃和運行中往往需要對電網在特定狀態下的特性進行全面了解。因為一方面電網自身的要求決定了不可能在實際電網中做實驗來研究系統穩定性，另外一方面仿真所針對的運行狀態往往是未來的預想情況，實際當中還沒有發生，所以也決定了不可能在實際系統中對電網的穩定性進行研究。在這種情況下仿真就成了電網運行、規劃、設計必不可少的工具。

在實際運行的電力系統中，通過實測可得頻率動態過程曲線,但系統仿真結果與實測頻率動態過程曲線有時會存在較大差異。1996年，美國西部協調委員會(WSCC)的事故分析報告中指出，采用不同的負荷模型進行仿真，將得到不同甚至截然相反的分析結果，這使人們認識到負荷模型對仿真計算的影響和重要性。

當系統發生故障造成功率不平衡時，頻率會隨之發生變化，尤其是在一些獨立電網或者微網中，故障時頻率變化往往較大，而電網的頻率特性取決于負荷頻率特性，因此，考慮頻率特性的負荷模型結構及參數對正確認識微網或獨立電網的系統頻率動態特性十分重要。我國電網當前仿真采用的負荷模型及參數大多都是基于上世紀80年代左右的事故仿真確定的(局部電網陸續有所調整)。但是隨著科技發展和產業結構的巨變，電網負荷構成、特性均發生巨大變化，尤其隨著跨區混聯電網發展，當前負荷模型參數仿真精度與現實存在較大偏差，導致當前負荷模型參數無法準確描述負荷動態頻率特性。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種電動機負荷模型的構建方法，克服了傳統電動機負荷模型參數無法準確描述動態負荷頻率特性的缺點，提高了電力系統仿真計算的可信度，為電力系統的科學規劃和安全穩定運行提供了有力保障。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種電動機負荷模型的構建方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：建立電動機負荷模型；

步驟2：對電動機負荷模型進行事故仿真計算；

步驟3：確定電動機負荷模型的頻率特性參數。

所述步驟1中，電動機負荷模型如下：

其中，ω₀表示電動機初始轉速，且ω₀＝1-s₀，s₀表示轉子初始滑差；E'_d表示電動機直軸暫態電勢，E'_q表示電動機交軸暫態電勢；I_d表示電動機d軸電流，I_q表示感應電動機q軸電流，且I_d和I_q分別表示為：

其中，V_d表示電動機直軸電壓，V_q表示電動機交軸電壓，R_s表示定子電阻，X'表示轉子不動時的短路電抗，且X_s表示定子漏抗，X_r表示轉子漏抗，X_m表示激磁電抗；