感应电动机及电力综合负荷模型结构的研究

感应电动机模型是电力系统运行与控制理论研究和工程仿真计算中最常用的负荷模型 ,其运行特性对电力系统的运行行为有重要影响 .深入研究了感应电动机模型结构与其行为模式之间的关系 :阐述并提出了既能描述负荷的功率恢复特性 ,又能描述负荷的低电压失稳特性的综合负荷模型结构应当满足的必要条件 ;提出适合于电压稳定分析的综合负荷模型的基本结构形式 .对电力系统综合负荷建模具有理论和实际指导意义     

综合负荷特性的分类综合方法及其应用

针对当前负荷建模研究和工程应用中存在的问题,研究了动态负荷特性分类和综合的问题。分析了感应电动机综合负荷模型参数灵敏度,提出了基于模糊c均值聚类的负荷特性分类方法,其中提出了多种特征量,采用直接综合和加权平均综合两种综合方法对分类结果进行综合建模。现场实测数据建模实例证明了方法的有效性。     

计及变频器的感应电动机负荷特性分析

感应电动机是电力系统中最常见的动态负荷类型,其负荷特性对电力系统运行有着重要影响。当前随着变频器在工业界的广泛应用,带变频器的感应电动机负荷特性与传统感应电动机负荷存在很大的不同。通过建立带PWM变频器感应电动机的数学模型,研究其有功功率P和无功功率Q在稳态低电压及故障动态时的变化情况,分析了计及变频器的感应电动机负荷特性,并与传统感应电动机负荷进行比较。     

负荷模型动态特性不确定性对低频振荡的影响

对电力负荷的动态特性对低频振荡的影响进行研究。采用由1个感应电动机与1个静态负荷并联而成的综合负荷模型，考虑在建模过程中存在负荷参数辨识误差及负荷特性估计的不准确造成的不确定性，研究动态负荷所占比例和电动机惯性时间常数对电力系统低频振荡频率和阻尼的影响。通过对一个4机2区域系统的典型实例进行研究分析，得出了一些有意义的结论。     

计及频率特性的感应电动机参数变化对负荷特性的影响

对于网架结构比较薄弱的省网系统或者系统解列后形成的孤岛,发生故障时会引起比较大的频率波动。感应电动机作为电力系统动态负荷的主要成分,进行建模时考虑其频率特性尤为重要。基于感应电动机数学模型,考虑恒机械转矩、恒机械功率和变机械转矩等不同负载特性,在计及频率特性的情况下,通过解析法得到感应电动机转子滑差、有功功率和无功功率的表达式。当感应电动机的定子电感、转子电感、励磁电感和转子电阻变化幅度分别为±30%时,分析负荷特性参数变化对不同频率下的感应电动机吸收有功功率和无功功率的影响。利用Matlab建立感应电动机五阶电磁暂态仿真模型,仿真分析感应电动机参数变化对负荷特性的影响。将理论计算与仿真实验的结果进行对比,验证了所提方法的正确性。     

感应电动机的参数加权平均综合建模

针对电力系统仿真计算中广泛采用感应电动机作为综合负荷模型的实际情况,提出一种基于单一现场实测负荷记录的感应电动机参数加权平均综合建模的方法。该方法首先根据各单个负荷记录用总体辨识法获得相应的模型参数,然后将各个不同记录下获得的模型参数按照一定准则进行加权平均,并以此作为综合负荷的模型。基于现场实测负荷记录的建模实践表明,该建模方法简单、有效、省时,使用灵活方便,它对实际负荷的描述能力甚至优于综合辨识建模,在电力系统综合负荷建模中具有广泛的推广应用价值。     

3种感应电动机综合负荷模型的比较

感应电动机综合负荷模型晃电力系统动态计算和稳定分析等的基础,已提出了多种模型,文中从计算精度、参数获取以及应用场合等角度对３种感应电动机综合负荷模型（即三阶机电暂态模型、一阶机械暂态模型以及一阶电压暂态模型）进行比较,为应用和选择提供了参考依据。     

感应电动机负荷电压稳定性的研究与仿真

电力系统的电压不稳定现象正受到越来越多的关注。由于一个电力系统的负荷特性对其电压稳定至关键,因此本文对典型的动态负荷作了全面的研究与仿真,比较了恒功率负荷和应电动机负荷,研究了感应电动机负荷点的动态和暂态特性,对在稳定性分析中是使用感应电动机的高阶模型还是低阶模型作了对比,同时对感应电动机和恒电流负荷不同组成的动态特性也作了探讨。     

统计综合负荷模型的感应电动机和恒定阻抗比例研究

在电力系统仿真计算中，综合负荷模型的感应电动机和恒定阻抗的比例对仿真结果有着十分重要的影响。基于统计综合法负荷建模的思路，对湖南电网负荷特性进行了全面详细的调查统计，在负荷特性调查数据的基础上，利用综合处理的方法得出了湖南电网48个220kV变电站3种不同运行方式的感应电动机负荷和恒定阻抗负荷的实际比例，该结论对于电力系统的仿真计算具有十分重要的意义。总结出的基于实际电网的统计综合调研方法对其他电网的建模工作具有推广应用和指导借鉴的意义。     

电力系统综合负荷模型简化方案及辨识参数集选取

负荷是电力系统的重要组成部分,建立合理的负荷模型对电力系统安全稳定分析和实时监控具有重要意义。目前综合负荷模型被广泛采用,但完整描述其动态特性需要十余个参数,在线辨识全部参数几乎不可能。文中从综合负荷模型状态方程入手,在保证暂态响应近似相等的准则下提出一种综合负荷模型简化方法,并在此基础上分析不同的参数对负荷动态特性的影响以及参数之间的相关关系,最终选取了感应电动机比例、电动机暂态电抗、电动机稳态滑差以及电动机转子时间常数组成辨识参数集,并通过仿真验证了相关结论。     

电压稳定分析中异步电动机动态负荷建模探讨

探讨电压稳定分析中异步电动机(IM)负荷的建模问题。分析一般的动态负荷模型(GDLM)不能捕捉IM动态行为的机理。分别以IM的滑差模型和滑差磁链模型为基础，严格地导出了适用于电压稳定分析的简化一阶(SIM)和详细三阶(DIM)动态负荷模型，同时还说明了SIM和DIM模型实质上是对GDLM模型进行了不同程度的改进。对SIM和DIM模型在暂态电压稳定分析和静态电压稳定分析中的适用性进行分析比较，仿真结果表明：SIM和DIM分别以不同的准确度适用于不同场合的电压稳定分析。     

异步电动机幅相运动方程模型及动态过程机理分析

电力系统负荷中,感应电动机负荷占有很高的比例,其快速动态响应特性对系统暂态电压稳定性具有重要影响,所以分析异步电动机动态特性的物理本质对于研究电压稳定的机理至关重要。应用最为广泛的异步电动机模型是基于其状态量之间的数学关系建立的,但是因为异步机本身存在的高维、非线性以及强耦合的特征,该模型无法体现异步电动机状态变化的物理机理。该文以功率的供需平衡关系为基础,以异步电动机电磁感应作用产生的内电势旋转矢量为研究对象,建立机电时间尺度下异步电动机的幅相运动模型。基于该模型得到异步电动机电压动态和转子动态以功率作为纽带存在的闭环相互约束关系,通过分析不同扰动对于该闭环约束关系的影响从而对不同情况下并网运行的异步电动机动态过程进行研究。并以幅相运动思想为基础,通过分析异步电动机自身状态变化和与外部网络之间相互作用及两者之间的耦合关系,对动态行为的物理本质进行解释,从而阐释电压稳定的机理。最后运用时域仿真证明分析结果的正确性。     

综合负荷感应电动机模型的改进及其描述能力

基于实测负荷数据动态辨识,较深入全面地研究了感应电动机模型的描述能力,提出了一个 改进的“广义感应电动机模型”。该模型描述能力强,内插外推特性好。在实际应用中使用 该模型时,应采用实测数据辨识所得的模型参数。     

计及频率变化的感应电动机负荷特性分析

对于异步联网系统中网架结构比较薄弱的省网系统或者系统解列后形成的孤岛,发生故障时会引起比较大的频率波动,在此情况下对感应电动机进行建模时考虑其频率特性尤为重要。基于感应电动机一阶机械暂态模型,利用解析法分别推导出不同负载特性下稳态及动态转差率关于系统频率的表达式,并在此基础上计算吸收的有功功率和无功功率,进而分析感应电动机的功率-频率特性。在MATLAB中建立感应电动机五阶电磁暂态仿真模型,仿真分析不同负载特性感应电动机的功率-频率特性。仿真结果与理论推导结果吻合,验证了在简化模型下推导得到的感应电动机频率特性解析式的正确性和有效性。     

基于感应电动机网荷互馈特性的暂态电压失稳机理探析

<正>确认识电压失稳机理是进一步对电力系统电压稳定问题进行深入研究的关键。分析了网络视在功率传输特性和感应电动机负荷特性,揭示了以感应电动机为核心的暂态电压失稳正反馈动态过程。将与滑差相关的感应电动机负荷及网络视在功率传输的相互作用关系定义为感应电动机网荷互馈特性,并据此进一步分析了含有感应电动机负荷的系统电压崩溃过程,明确了基于感应电动机网荷互馈特性的暂态电压失稳机理,提出了感应电动机负荷电压失稳判据,构建了简单系统算例验证分析结果。分析表明,以感应电动机为核心的电压失稳正反馈动态过程是系统暂态电压失稳的重要环节;将感应电动机故障切除时滑差对应的恢复电压作为判断感应电动机电压稳定的必要条件,能够提高暂态电压失稳判定的准确性与适用性。所述电压稳定判据为预防电压失稳现象的发生和制定电压失稳解决措施提供了有力的理论支撑。     

牵引供电系统综合负荷模型结构

随着电气化铁路在现代铁路运输中的广泛应用,牵引负荷在电力负荷中所占比重越来越高,对电网产生的影响不容忽视,但当前对牵引变电站综合负荷特性的研究比较薄弱.在系统分析电气化铁路牵引供电系统的组成结构及运行特性的基础上,提出一种基于电气化铁路牵引供电系统实际负荷构成特性的"感应电动机并联牵引电机和恒阻抗"的机理负荷模型.该模型结构简单,物理意义明确,使用方便.基于Simulink仿真平台测量数据的总体测辨建模表明,模型具有良好的描述能力,可以作为研究电气化铁路牵引负荷对电力系统影响的实用负荷模型.     

Performance evaluation of dynamic load models for voltage stability analysis

In this paper the first order aggregate dynamic load models for the representation of the induction motor loads have been evaluated from the voltage stability analysis point of view. Two models, the First order Variable Admittance (FVA) model and the Aggregate Nonlinear Recovery (ANR) model have been considered along with the system dynamic equations to obtain the dynamic voltage stability limit of the system. The adequacy of these two models is verified with a third order Detailed Induction Motor (DIM) model for the representation of induction motor loads. The results are presented for all the models for three different test systems. It is shown that the dynamic load models used for the representation of induction motor loads have a tremendous effect on the voltage stability of the system.     

负荷特性对跨区大电网低频振荡的影响研究

研究了动静态负荷特性对跨区域互联电网低频振荡阻尼特性的影响.介绍了电力系统研究中常用到的静态和动态负荷模型,其中动态负荷模型为考虑感应电动机机械暂态过程的电动机和恒定阻抗的组合.以研究电力系统低频振荡常用的单机无穷大系统(Phillips-Heffron模型)为例,运用阻尼转矩分析法.对模型中分别采用动静态负荷模型时,系统振荡模式的阻尼转矩系数进行了分析计算.并列写出其详细表达式.在4机2区域系统中对采用不同负荷模型及其相关参数发生变化时区域振荡模式的阻尼和频率特性进行了计算仿真,得到了系统阻尼比随负荷特性增大或减少的变化趋势.并且在跨区域大电网及华中电网2008年枯小运行方式下对相关结论进行了验证.计算结果与理论分析和仿真结果一致.     

VSC-HVDC适应感应电动机负荷稳定性研究

日益增长电网负荷中心含有的感应电动机负荷,因其高度非线性和动态特性,给电力系统带来严重的电压失稳甚至崩溃的风险。文章通过研究感应电动机负荷特性,分析其与电力系统稳定的关联性。同时基于柔性直流系统功率传输可控特性,研究了一种柔直紧急支援控制策略,通过适当改变控制指令值调节交直流线路间的交换功率,从而实现负荷以及系统的稳定。最后通过PSCAD/EMTDC平台搭建某城市局部交直流系统模型,针对不同感应电动机负荷比例进行仿真分析。经验证,柔性直流系统采用该控制策略能有效提升电网感应电动机负荷稳定水平。