电压暂降对敏感性设备的影响及严重度评估方法研究

摘要

随着电网的发展和分布式电源的大规模接入，由短路故障、过负荷、开关操作、大型电机启动和分布式发电接入等原因造成的电压暂降事件更加频繁。另一方面，随着用电设备对电能质量敏感性的增强，特别对采用计算机、电力电子和自动化技术的精密过程控制设备、新能源发电机组和电动汽车充电设施，电压暂降事故将在设备生产、运维等方面造成难以估计的损失，频繁发生的电压暂降事件已成为影响负荷可靠供电和设备正常运行的主要电能质量问题之一。论文研究电压暂降对敏感性设备的影响，建立其电压暂降耐受曲线；针对IEEE P1564所给出的电压暂降评估体系，指出其不能计及多次聚集性的电压暂降，在此基础上，研究了多次电压暂降严重度评估方法。本文主要内容如下：　　①针对交流接触器、电子电器、照明灯具等敏感性设备，从理论上分析了电压暂降对它们的影响，采用试验方法建立了敏感性设备的电压暂降耐受曲线。对交流接触器，建立交流接触等效磁路模型，推导其电磁吸力的瞬时表达式；根据电子电器内部的开关电源等效电路，分析开关电源的交流侧发生电压暂降时，直流侧电压变化特点；针对照明灯具高压放电灯、LED灯、荧光灯，结合照明灯具的整流电路与自身材质特性，分析电压暂降对它们的影响机理；通过实际测试，建立敏感性设备的电压暂降耐受曲线，研究了电压暂降不同起始角和相角跳变对交流接触器、个人计算机以及紧凑型荧光灯的影响特点。　　②针对感应发电机，根据稳态等值电路得到感应发电机电磁转矩-转差特性曲线，分析电压暂降对感应发电机的影响，定义感应发电机的电压暂降临界持续时间与临界幅值。以电压暂降期间，感应发电机的转差率不能超过临界转差率为临界条件，推导了感应发电机的临界持续时间，以暂降期间感应发电机的电磁转矩的最大值需大于机械转矩为临界条件，推导感应发电机的临界幅值。采用额定功率为3MW的感应发电机接入配电网为例仿真验证本文方法的有效性和正确性。　　③分析多次电压暂降在时间尺度的集聚效应，针对用电设备修复时间内的多次非规则电压暂降，定义多次电压暂降的平均越限持续时间差和越限率；对比分析了多种常规严重度指标的优劣，将电压暂降经历的多个持续时间区间敏感度相叠加，构建改进的电压暂降严重度指标，与多次电压暂降的电压持续曲线结合，形成多次电压暂降严重度评估方法。根据某110kV变电站和IEEE1159.2测试数据验证本文方法的正确性。

目录

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

2 电压暂降相关概念及评价指标

2.1 电压暂降定义

2.2 电压暂降的主要特征量

2.3 用电设备敏感性及其相关标准曲线

2.4 电压暂降相关评价指标

2.5 本章小结

3 电压暂降对敏感性设备的影响研究

3.1 电压暂降对交流接触器的影响研究

3.2 电压暂降对电子电器的影响研究

3.3 电压暂降对照明灯具的影响研究

3.4 电压暂降对感应发电机的影响研究

3.5 本章小结

4 非规则多次电压暂降的严重程度评估方法

4.1 多次电压暂降的电压持续曲线

4.2 基于电压持续曲线的多次电压暂降的严重度评估方法

4.3 算例分析

4.4 本章小结

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读硕士学位期间参与的项目