[发明专利]多电飞机电力系统的静态模型与稳态潮流分析方法

说明书

本发明提供了一种多电飞机电力系统的静态模型与稳态潮流分析方法，包括发电机模型、变流器模型、输电线路模型、负荷模型、滤波器和无功补偿模型及储能装置模型构成的潮流模型接线图。基于陆地电力系统的交直流潮流计算方法，同时考虑直流母线带有直流负荷的特点，采用改进网络方程中的直流方程，以适合多电飞机电力系统的潮流计算分析，通过MATLAB编程计算不同工况下飞机电力系统潮流分布情况。本发明能从整体上对多电飞机电力系统进行稳态研究，更注重于系统整体性，能明确分析不同飞行工况下的潮流分布情况。

技术领域

本发明涉及多电飞机电力系统的稳态分析领域，具体涉及多电飞机静态建模与潮流分布的计算分析方法。

背景技术

飞机电力系统是电力系统与用电设备的总称，是飞机的重要组成部分之一，其能否正常工作对飞机安全和正常运行都起到至关重要的作用，特别是随着飞机向多电、全电方向发展，其安全性和可靠性得到越来越多关注。

经对现有技术文献的检索发现，现行研究多电飞机电力系统的方向主要为：电机与电源系统、配电技术、机电作动技术、功率电传、全电刹车系统和多机电系统的综合管理等几个方面，其中电机与电源系统方面的研究也多着重于故障诊断、配电技术和负载稳定性。

检索文献发现，从飞机电网可靠性和故障诊断方面，有边向南、周宇英、马齐爽在北京航空航天大学学报发表的文献“多电飞机电气系统可靠性网络拓扑分析法”中提出了一种定量分析多电飞机电气系统的拓扑方法及一种适用于多电飞机电力系统可靠性评估的算法，但只是从网络拓扑上进行了分析并提出可靠性指标，并且也只给出了一个初略的拓扑框架，不能从实际运行工况方面进行研究分析；冯玉莲、刁学敏在《硅谷》杂志上发表的“多电飞机电气系统及电源品质要求的发展”文献中，基于多电飞机新的电源系统结构、新的负载要求和电力电子设备在航空上的应用,对飞机电源品质进行了研究，但也只是基于普通电力系统和飞机电力系统的特殊要求，给出了一系列电源品质方面的要求，并没有深入研究；西北工业大学的姚静在其硕士论文“多电飞机电气系统的故障诊断研究”中讨论了专家系统理论和人工神经网络理论在多电飞机电气系统故障诊断中的应用，介绍并分析了多电飞机电力系统的结构及特点，但都是从各个单独的模块进行故障诊断分析，也并没有从飞机整体电力系统的方面进行稳态研究。

综合以上这些类别的文献，可以发现，现行多电飞机电力系统研究方法中主要存在以下不足：

不能反映飞机电力系统的整体运行情况。多电飞机电力系统组成部件众多、系统构成复杂，各个组成部件和系统构成无法保证完全的可靠运行，因此现行大部分研究主要是分开讨论飞机电力系统局部的运行情况，且多以故障研究为主，而目前尚未发现以多电飞机电力系统整体来进行稳态分析的报道。

没有结合飞机的实际接线，不能真实的反映飞机的电力网络运行情况。现行多电飞机电力系统的研究方法只是单独从电源系统，或是配电系统来进行研究，而并没有考虑到完整的飞机电力网络实际接线。

没有考虑飞机不同工况下的运行情况。飞机电力系统的总电力能力有限，不能满足飞机上所有电力设备同时满负载工作的要求，因此需要根据飞行各个阶段的工况需求，结合机上电力设备的电气负载要求，通过开关操作控制飞机电力设备的总负载。为此，需要进行变工况状态下的多电飞机电力系统安全性分析。

发明内容

本发明针对上述现有技术的问题，提供了一种多电飞机电力系统的静态模型与稳态潮流分析方法，从多电飞机电力系统整体结构考虑，对多电飞机系统中的主要元件进行等值电路建模，再根据特定机型的实际接线来绘制潮流模型接线图，利用改进后的交替迭代法，通过MATLAB编程计算特定机型多电飞机不同工况下的潮流情况。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种多电飞机电力系统的静态模型，包括发电机模型、变流器模型、输电线路模型、负荷模型、滤波器和无功补偿模型及储能装置模型构成的潮流模型接线图，其中：