感应电动机负荷参数辨识及动态特性解析算法研究

摘要

随着“西电东送，区域联网”战略的实施和深化，我国“长三角”和“珠三角”等负荷中心均已形成典型的受端电网结构。受端系统电源不足，空调电动机等恒功率性质动态负荷比例高，其在故障期间及恢复过程中吸收大量的动态功率常常导致暂态电压稳定性问题，快速准确地计算感应电动机的模型参数及动态功率特性便显得十分必要。
　　获取感应电动机模型参数的方法有数种。其中，根据铭牌数据估算电力系统稳定分析用电动机模型参数，是一种很有应用潜力的方法。为克服这类方法中人工增加近似约束条件之不足，本文提出新的辨识感应电动机单笼和双笼模型参数的优化数学模型。模型以计算效率偏差最小为目标，以感应电动机定子电流、输入无功、最大电磁转矩和起动参数等重要性能指标等于铭牌值为约束条件，采用序列二次规划算法进行求解。与其它方法的比较研究表明，本文计算得到的模型参数能够更好地反映电动机的工作特性。
　　论文还深入分析了目前使用较多的几种感应电动机模型的特点和适用性。根据一阶机械暂态转子运动方程和一阶电压暂态方程，创新性地实现了对称和不对称电压跌落下感应电动机动态有功和无功响应特性的解析计算。在此基础上，论文进一步实现了含一定比例感应电动机的综合负荷模型暂态功率特性的解析计算。通过与电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC和机电暂态仿真程序PSD-BPA仿真结果的比较，验证了解析算法的准确性和有效性。
　　论文为电力系统规划运行人员获得感应电动机模型参数提供了新方法，对负荷建模工作有一定促进作用;论文提出的感应电动机及综合负荷动态功率特性解析模型和算法，克服了一般通过仿真计算获取负荷暂态功率需求的局限性，具有较好的理论意义和应用前景。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 感应电动机负荷建模研究现状

1．2．2 感应电动机动态特性研究现状

1．3 本文的主要内容

第二章 电力负荷数学模型

2．1 引言

2．2 静态负荷模型

2．3 感应电动机动态模型及适用性分析

2．3．1 五阶电磁暂态模型

2．3．2 dq坐标系下三阶机电暂态模型

2．3．3 极坐标系下三阶机电暂态模型

2．3．4 一阶机械暂态模型

2．3．5 一阶电压暂态模型

2．3．6 模型比较及适用性分析

2．4 本章小结

第三章 基于铭牌数据的感应电动机负荷参数辨识

3．1 引言

3．2 感应电动机负荷参数辨识模型的建立

3．2．1 单笼参数辨识模型

3．2．2 双笼参数辨识模型

3．3 序列二次规划算法基本原理及在参数辨识中的应用

3．4 算例分析

3．4．1 单笼参数辨识算例分析

3．4．2 双笼参数辨识算例分析

3．5 本章小结

第四章 感应电动机动态特性解析

4．1 引言

4．2 电压跌落导致的感应电动机动态过程分析

4．3 感应电动机动态特性解析模型和算法

4．3．1 感应电动机滑差解析

4．3．2 感应电动机暂态电势解析

4．3．3 感应电动机动态响应计算

4．4 算例分析

4．5 本章小结

第五章 大扰动后感应电动机综合负荷动态功率解析

5．1 引言

5．2 大扰动后感应电动机综合负荷的动态功率解析模型和算法

5．2．1 综合负荷初始化计算

5．2．2 感应电动机综合负荷动态功率解析

5．3 算例分析

5．4 本章小结

结论与展望

参考文献

读研期间发表的论文

声明

致谢