[发明专利]一种变机械转矩的感应电动机负荷特性分析方法

说明书

本发明涉及一种变机械转矩的感应电动机负荷特性分析方法，属于电力系统负荷建模领域。本发明方法为：确定感应电动机机械转矩的表达式并在此基础上计算变机械转矩感应电动机的转差率；利用转差率，计算变机械转矩感应电动机吸收的有功功率和无功功率的表达式；根据系统频率或电压波动前、后的有功功率和无功功率，计算感应电动机的频率特征系数和电压特征系数。本发明可以快速求取在不同频率或电压下感应电动机所吸收的稳态有功功率和无功功率，得到感应电动机的频率特征系数和电压特征系数，用来分析变机械转矩情况下，感应电动机的负荷特性。使复杂的计算过程简单化，节约了计算时间和工作量，具有良好的应用意义。

技术领域

本发明涉及一种变机械转矩的感应电动机负荷特性分析方法，属于电力系统负荷建模领域。

背景技术

随着我国“西电东送，南北互联，全国联网”战略工程的逐步开展与完善，各省电网之间实现异步互联已经成为必然的发展趋势。异步互联可以有效减少短路容量，杜绝无功问题，提高系统稳定运行的可靠性，但直流系统的馈入又使得系统运行方式变得复杂，直流系统的换相失败容易引发直流闭锁故障。在一些微网系统或者较小的孤岛中，如果发生故障或存在特殊的冲击负荷，在负荷建模时同时考虑频率特性和电压特性，能够真实地反应实际系统的负荷动态特性。

随着异步联网的推进，电网规模越来越大，越来越复杂，其动态电压稳定性及频率稳定性将更加突出，负荷模型对电力系统仿真结果的影响变得日益敏感，特别是负荷模型的选取、参数的确定、配电网络的模拟等对联网系统的稳定计算结果具有重大影响。负荷建模是一个非常复杂的问题：电力系统负荷是由许多各不相同的用电设备集合而成的，种类繁多；负荷组成以及负荷量是随时间随时变化的；缺乏负荷组成的精确数据；许多负荷是非线性的。模型的准确与否，将直接影响仿真结果和以此为基础的决策方案，不恰当的负荷模型会使得计算结果与实际情况不一致，从而构成系统的潜在危险或造成不必要的浪费。目前采用的负荷模型中，频率特征系数和电压特征系数通常采用经验值，更为准确的模型急需建立。

感应电动机又称为异步电动机，是交流电动机的一种，具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠，效率较高，价格较低等优点。因其在工业负荷中占有较大的比重，所以是负荷模型中重要的动态成分。计算感应电动机的频率特征系数和电压特征系数，具有良好的实际应用意义。

发明内容

本发明提供了一种变机械转矩的感应电动机负荷特性分析方法，以用于通过该方法实现变机械转矩的感应电动机的频率特征系数和电压特征系数的快速计算。

本发明的技术方案是：一种变机械转矩的感应电动机负荷特性分析方法，确定感应电动机机械转矩的表达式并在此基础上计算变机械转矩感应电动机的转差率；利用转差率，计算变机械转矩感应电动机吸收的有功功率和无功功率的表达式；根据系统频率或电压波动前、后的有功功率和无功功率，计算感应电动机的频率特征系数和电压特征系数。

所述确定感应电动机机械转矩的表达式并在此基础上计算变机械转矩感应电动机的转差率；

感应电动机机械转矩的表达式：

T_M＝T_M0+β₀(ω_r-ω_r0)；

根据感应电动机机械转矩的表达式计算变机械转矩感应电动机的转差率：

式中，

a＝-(2πf_s)⁴β₀L₁²；