[發明專利]基于補償電流的靜態負荷的控制電流暫態建模方法和裝置

有效

• 申請號: 202110396827.9
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113315117B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 華明;周楊兵;馬文;李萬智;薛鵬飛;叢鵬;李西;劉曉明;許志偉;譚鎮東;陳穎;宋炎侃
• 申請（專利權）人: 國網西藏電力有限公司經濟技術研究院;清華大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 鄭朝然

本發明提供一種基于補償電流的靜態負荷的控制電流暫態建模方法和裝置，包括：基于靜態負荷的額定無功功率，確定注入電流源在所述靜態負荷中的電路建模結構；對于任一時刻，基于所述電路建模結構和所述任一時刻采集的所述靜態負荷的三相電壓，確定所述任一時刻的靜態負荷的控制電流；其中，所述電路建模結構為基于三相電阻、三相電感和補償電流源構成，或者，所述電路建模結構為基于三相電阻、三相電容和補償電流源構成，或者，所述電路建模結構為基于三相電阻和補償電流源構成。本發明提供的方法和裝置，實現了靜態負荷建模的靈活可控和提高準確率，且動態特性和數值穩定性均強于傳統建模。

技術領域

本發明涉及電磁暫態建模技術領域，尤其涉及一種基于補償電流的靜態負荷的控制電流暫態建模方法和裝置。

背景技術

在電力系統仿真的靜態負荷模型中，負荷消耗的有功、無功隨其電壓、頻率變化：

其中，f為頻率，U為元件端電壓，f₀和U₀分別為額定頻率與額定電壓，P₀和Q₀分別為額定有功功率與額定無功功率，N_P，N_Q，k_Pf和k_Qf為常數。

在傳統的靜態負荷電磁暫態模型中，僅采用受控注入電流源進行建模，即在穩態時，注入電流的三相向量I滿足：

V·I＝P

V×I＝Q

其中，V為負荷模型三相電壓瞬時值向量。

具體的做法是，注入電流的三相向量I可表示為：

其中，I_δ*為三相補償電流源相電流幅值，θ_i*為A相電流角度，它們被表示為：

事實上，現有的靜態負荷電磁暫態建模技術僅含注入電流源，不含導納矩陣，因此仿真模型的數值穩定性較差，在電磁暫態仿真中常常出現數值振蕩、數值積分不收斂的問題。因此，需要開發新的靜態負荷模型的電磁暫態仿真建模方法。

因此，如何避免傳統的純電流源形式靜態負荷建模方法的不靈活和不準確，動態特性和數值穩定性均差，仍然是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供一種基于補償電流的靜態負荷的控制電流暫態建模方法和裝置，用以解決傳統的純電流源形式靜態負荷建模方法的不靈活和不準確，動態特性和數值穩定性均差的缺陷，通過將靜態負荷的恒阻抗部分與變阻抗部分分離，引入補償電流源對變阻抗部分進行補償，構造完整的靜態負荷電磁暫態模型。這種基于恒阻抗矩陣及補償電流的靜態負荷電磁暫態建模方法相比于傳統方法要更加準確，動態特性更好，且數值穩定性遠高于傳統的純電流源方法。

本發明提供一種基于補償電流的靜態負荷的控制電流暫態建模方法，包括：

基于靜態負荷的額定無功功率，確定注入電流源在所述靜態負荷中的電路建模結構；

對于任一時刻，基于所述電路建模結構和所述任一時刻采集的所述靜態負荷的三相電壓，確定所述任一時刻的靜態負荷的控制電流；

其中，所述電路建模結構為基于三相電阻、三相電感和補償電流源構成，或者，所述電路建模結構為基于三相電阻、三相電容和補償電流源構成，或者，所述電路建模結構為基于三相電阻和補償電流源構成。

根據本發明提供的一種基于補償電流的靜態負荷的控制電流暫態建模方法，所述基于靜態負荷的額定無功功率，確定注入電流源在所述靜態負荷中的電路建模結構，具體包括：