The invention relates to the technical field of power grid transient simulation calculation, more specifically, to the calculation method of motor load transient process suitable for electromagnetic transient simulation, which can quickly calculate the load transient characteristics of induction motor under symmetrical and asymmetric fault voltage drop of power system: (1) first solve the first-order mechanical transient equation of rotor to obtain the change of rotor speed and slip after disturbance; (2) The transient electromotive force differential equation in the form of rotor phasor is solved to obtain the change of transient electromotive force; (3) the current and power response of the motor after disturbance are obtained. The comparison between the invention and PSCAD / EMTDC electromagnetic transient simulation results verifies the effectiveness of the algorithm. Compared with the results of PSD / BPA electromechanical transient simulation, the algorithm has the advantage of calculation under asymmetric voltage drop. The analytical method can be used not only to evaluate the interaction between induction motor and voltage drop, but also to analyze the stability of power system.
【技术实现步骤摘要】
适用于电磁暂态仿真的电动机负荷暂态过程计算方法
本专利技术涉及电网暂态仿真计算的
,更具体地,涉及适用于电磁暂态仿真的电动机负荷暂态过程计算方法。
技术介绍
随着“西电东送”战略的实施和深化,我国在“长三角”和“珠三角”等负荷中心均已形成典型的受端系统结构。受端系统负荷重、感应电动机负荷比例高,电网发生故障及恢复过程中,感应电动机由于电磁转矩下降,滑差增大,常会吸收大量的暂态功率,导致系统暂态电压难以恢复。而各项研究均表明电动机暂态特性和电压跌落相互影响的重要性,并先后提出有试验法、时域仿真法与解析法等三类研究方法。试验法借助电压跌落发生器产生各种类别的电压跌落波形,记录电动机的输出响应,进而分析电压跌落与电动机的相互影响。时域仿真法借助电力系统电磁暂态或机电暂态仿真程序,考虑较为精确的电动机暂态模型,通过数值计算对问题进行探讨。二者的优点在于结果真实可信,但为揭示某一因素的影响,需要多次试验或仿真,除繁琐、费时外,在分析和解释试验和仿真现象时,都显得力所不及。而解析法需要借助电路和电机分析理论,显式求解电动机暂态响应和系统电压间的交互作用,是最根本、最透彻的研究方法,但难度较大,且不能准确求得受扰后电动机的全部运行和状态变量;仅能考虑恒转矩机械负载,也会造成电压稳定性分析结果偏悲观。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种适用于电磁暂态仿真的电动机负荷暂态过程计算方法,在将外部网络等效为简单两节点系统的基础上,提出不对称故障电压跌落下精确计算感应电动机暂态响 ...
【技术保护点】
1.适用于电磁暂态仿真的电动机负荷暂态过程计算方法,所述电动机为感应电动机并设于供电系统中;其特征在于,所述计算方法包括以下步骤:/nS10.建立感应电动机转子的一阶机械暂态模型并求解,得到电源发生对称或不对称故障电压跌落时感应电动机的转速ω
【技术特征摘要】
1.适用于电磁暂态仿真的电动机负荷暂态过程计算方法,所述电动机为感应电动机并设于供电系统中;其特征在于,所述计算方法包括以下步骤:
S10.建立感应电动机转子的一阶机械暂态模型并求解,得到电源发生对称或不对称故障电压跌落时感应电动机的转速ωm和滑差s变化;感应电动机转子的一阶机械暂态模型表示为下式:
式(1)中,ωm为感应电动机的转速,Te和Tm分别是感应电动机的电磁转矩和机械负载转矩,Tj为电动机惯性时间常数;
式(2)中,ωs为感应电动机的同步转速,s为滑差;
S20.根据步骤S10求得的感应电动机的转速ωm和滑差s变化,求解感应电动机转子向量形式的暂态电势微分方程得到暂态电势的变化;
S30.根据步骤S20中求得的暂态电势的变化获得扰动后感应电动机的电流相应和功率响应。
2.根据权利要求1所述的适用于电磁暂态仿真的电动机负荷暂态过程计算方法,其特征在于,步骤S10中,感应电动机转子的一阶机械暂态模型为忽略定子绕组和转子绕组的暂态等值电路模型,所述暂态等值电路包括串联连接的定子电阻Rs、定子电抗Xs以及激磁电抗Xm,所述激磁电抗Xm的两端并联连接有单笼模型转子电抗Xr以及单笼模型转子电阻Rr。
3.根据权利要求2所述的适用于电磁暂态仿真的电动机负荷暂态过程计算方法,其特征在于,步骤S10中:
不对称故障电压跌落期间,感应电动机转子的运动方程表示为:
式(3)中,K1、K2为常数;Vs1、Vs2分别表示外施定子电压的正序分量、负序分量;
电压跌落清除后,转子的运动方程不包含负序电磁转矩Te2,感应电动机转子运动方程表示为:
4.根据权利要求3所述的适用于电磁暂态仿真的电动机负荷暂态过程计算方法,其特征在于,感应电动机的初始转速为ωn,从电压跌落发生时刻t0开始不断下降,到故障清除时刻t1,感应电动机转速降至ω'm;在电压跌落清除后,感应电动机转速不断上升恢复至感应电动机初始转速ωn。
5.根据权利要求4所述的适用于电磁暂态仿真的电动机负荷暂态过程计算方法,其特征在于,根据式(3)求解故障期间感应电动机转速ωm-dur:
式中,t为感应电动机工作时刻;
电压跌落清除后,根据式(4)求解感应电动机转速度ωm-after:
6.根据权利要求1至5任一项所述的适用于电磁暂态仿真的电动机负荷暂态过程计算方法,其特征在于,步骤S20按以下步骤进行:
S21.当电动机定子端施加正序电压时,以向量形式表示外...
【专利技术属性】
技术研发人员:廖卫平,伍建炜,张艳,温健锋,黄练栋,麦炳灿,颜金佑,刘海光,周锐,谢锟,
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司,广东电网有限责任公司江门供电局,
类型:发明
国别省市:广东;44
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