[發(fā)明專利]一種儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的啟動(dòng)能力評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011391755.0
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112701707B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周震宇;林加陽;李矗;周念成;李武;王強(qiáng)鋼;趙璞;尤育敢;易永利;向魁;吳堃銘;孟瀟瀟;陳達(dá);葉正策;陳剛;陳瓊良;黃繼來;周杰;張芮漩
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司溫州供電公司;重慶大學(xué)
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02J3/14
• 代理公司: 杭州華鼎知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217
• 代理人: 歐陽俊

本發(fā)明公開了一種儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的啟動(dòng)能力評估方法，包括以下步驟：步驟一：建立儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的靜態(tài)等值電路模型，得到相關(guān)變量的表達(dá)式；步驟二：分析異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械轉(zhuǎn)矩建模方式；步驟三：得到儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷啟動(dòng)能力指標(biāo)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明提出的儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的啟動(dòng)能力評估方法，充分考慮了海島微電網(wǎng)中出現(xiàn)黑啟動(dòng)的可能性，能夠掌握儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的啟動(dòng)能力水平，與傳統(tǒng)的指標(biāo)評估方法相比計(jì)算方式較為簡單，為提升儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的黑啟動(dòng)能力及提升海島微電網(wǎng)供電穩(wěn)定性提供了基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的啟動(dòng)能力評估方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)不斷發(fā)展的巨大需求與資源、環(huán)境之間的矛盾日趨嚴(yán)峻，如何有效利用與開發(fā)新的發(fā)展空間已成為各國面臨的重大課題，近年來，隨著微電網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，海島微電網(wǎng)已成為有效提高海島供電可靠性的重要手段。根據(jù)資源條件，合理選擇開發(fā)利用多種可再生能源組成可再生能源分布式供能體系，構(gòu)成微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立或并網(wǎng)運(yùn)行，是今后可再生能源高效利用的重要方向。

微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，是由分布式電源、儲能系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換裝置、監(jiān)控和保護(hù)裝置、負(fù)荷等匯集而成的小型發(fā)、配、用電系統(tǒng)，是一個(gè)具備自我控制和自我能量管理的自治系統(tǒng)。微電網(wǎng)的獨(dú)立運(yùn)行模式可以在外部電網(wǎng)故障時(shí)繼續(xù)向關(guān)鍵負(fù)荷供電，提高了用電的安全性和可靠性。考慮到微電網(wǎng)系統(tǒng)孤島運(yùn)行時(shí)，可能由于某些故障而導(dǎo)致系統(tǒng)失電，為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的供電可靠性，微電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)具有孤島運(yùn)行狀態(tài)下的黑啟動(dòng)功能。微電網(wǎng)黑啟動(dòng)是指在整個(gè)微電網(wǎng)因外部或內(nèi)部故障停運(yùn)進(jìn)入全黑狀態(tài)后，不依靠大電網(wǎng)或其他微電網(wǎng)的幫助，僅通過啟動(dòng)微電網(wǎng)內(nèi)部具有黑啟動(dòng)能力的微源，進(jìn)而帶動(dòng)微電網(wǎng)內(nèi)無黑啟動(dòng)能力的微源，逐步擴(kuò)大系統(tǒng)的恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)的重新啟動(dòng)。由于微電網(wǎng)中分布式電源的輸出多為直流或高頻交流電，需經(jīng)電力電子裝置接入到電網(wǎng)，這些電力電子裝置控制靈活、響應(yīng)速度快，但過載能力、故障穿越能力和單機(jī)發(fā)電容量均遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械類電源，且微電網(wǎng)容量相對較小、結(jié)構(gòu)簡單、微電源類型多樣，這就使得微電網(wǎng)在黑啟動(dòng)電源的選擇以及黑啟動(dòng)方案的制定等方面與傳統(tǒng)電網(wǎng)有著很大的區(qū)別。其中，針對海島微電網(wǎng)，由于海島特殊的地理環(huán)境和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，電力負(fù)荷特性呈現(xiàn)特殊性，如何評估儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的啟動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的黑啟動(dòng)，是目前亟待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的啟動(dòng)能力評估方法，能準(zhǔn)確評估儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷啟動(dòng)的能力及穩(wěn)定運(yùn)行域。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的啟動(dòng)能力評估方法，包括以下步驟：

步驟一：建立儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的靜態(tài)等值電路模型，得到相關(guān)變量的表達(dá)式；

步驟二：分析異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械轉(zhuǎn)矩建模方式；

步驟三：得到儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷啟動(dòng)能力指標(biāo)。

優(yōu)選的，步驟一中儲能變流器帶異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的模型，默認(rèn)其定子輸入電壓為電壓源，進(jìn)行戴維南等效時(shí)的開路電壓和內(nèi)阻為：

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為：

其中，H為慣性常數(shù)；

可以得到在受控電壓源下異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電流相量為：

定子電流相量為：