[发明专利]一种基于时域变换的异步电动机仿真建模方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于时域变换的异步电动机仿真建模方法及装置，该方法包括：根据异步电动机的定转子绕组信息，获得第一定转子磁链方程和第一定转子电压方程；对第一定转子磁链方程和第一定转子电压方程进行微分处理后，结合旋转角速度，获得第二定转子磁链方程和第二定转子电压方程；通过转换矩阵，对所有定转子磁链方程和所有定转子电压方程进行转换，获得第三定转子磁链方程和第三定转子电压方程；将第三定转子磁链方程和第三定转子电压方程通过隐式梯形积分法和派克逆变换方法进行处理，获得用于异步电动机仿真的诺顿等值电路；本发明能够在不损失异步电动机仿真精度的前提下，增大电磁暂态仿真程序所使用的计算步长，提高仿真效率。

技术领域

本发明涉及电流系统计算分析领域，尤其涉及一种基于时域变换的异步电动机仿真建模方法及装置。

背景技术

随着电网规模不断扩大、新型电力电子装置的渗透率的提高，从而使得大电网的动态特性变得越来越复杂，进而增加电网运行状态以及暂态过程的仿真和分析的难度。目前，传统的电磁暂态仿真技术的仿真效率低，难以实现大规模复杂交直流系统的高效仿真分析。

现有技术中，虽然有基于时域变换的电磁暂态仿真研究，但是现有的基于时域变换的电磁暂态仿真主要针对发电机、变压器和传输线进行研究，没有对异步电动机进行研究，然而异步电动机的用电量占工业总用电量的60％-70％，其动态特性对电力系统的电压、频率等动态稳定有着不可忽视的重要影响，因此建立基于时域变换的异步电动机模型对研究异步电动机设备并网后引起的系统稳定问题具有重要意义。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于时域变换的异步电动机仿真建模方法及装置，能够在不损失异步电动机仿真精度的前提下，增大电磁暂态仿真程序所使用的计算步长，提高仿真效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于时域变换的异步电动机仿真建模方法，包括：

根据异步电动机的定转子绕组信息，获得第一定转子磁链方程和第一定转子电压方程；

分别对所述第一定转子磁链方程和所述第一定转子电压方程进行微分处理后，结合所述异步电动机的旋转角速度，获得第二定转子磁链方程和第二定转子电压方程；

通过转换矩阵，将所述第一定转子磁链方程、所述第一定转子电压方程、所述第二定转子磁链方程和所述第二定转子电压方程中的状态变量进行转换，获得慢状态变量；

将所述第一定转子磁链方程、所述第一定转子电压方程、所述第二定转子磁链方程和所述第二定转子电压方程转换为由所述慢状态变量表示的方程，获得第三定转子磁链方程和第三定转子电压方程；

基于隐式梯形积分法对所述第三定转子磁链方程和所述第三定转子电压方程进行求解，获得待处理的诺顿等值电路；

基于派克逆变换方法对所述待处理的诺顿等值电路进行变换处理，获得用于异步电动机仿真的诺顿等值电路。

作为优选方案，所述定转子绕组信息包括定子绕组的漏感、定子绕组的电流、定子绕组的电阻、定子磁场的角速度、转子绕组的漏感、转子绕组的电流、转子绕组的电阻、定子绕组与转子绕组之间的互感、转子滑差；所述第一定转子磁链方程包括第一定子磁链方程和第一转子磁链方程；所述第一定转子电压方程包括第一定子电压方程和第一转子电压方程；则，所述根据异步电动机的定转子绕组信息，获得第一定转子磁链方程和第一定转子电压方程，具体为：

根据所述定子绕组的漏感、所述定子绕组的电流、所述转子绕组的电流和所述定子绕组与所述转子绕组之间的互感，获得所述第一定子磁链方程；

根据所述转子绕组的漏感、所述转子绕组的电流、所述定子绕组的电流和所述定子绕组与所述转子绕组之间的互感，获得所述第一转子磁链方程；

根据所述定子绕组的电阻、所述定子磁场的角速度、所述定子绕组的电流和所述第一定子磁链方程，获得所述第一定子电压方程；