專利名稱：計(jì)及滑差和負(fù)載率的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)負(fù)荷感應(yīng)電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法，屬于電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值和和負(fù)荷建模技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)仿真計(jì)算是電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)與運(yùn)行的基礎(chǔ)，仿真結(jié)果常被作為相關(guān)決策的依據(jù)，因此仿真的精度愈來愈被重視。電力負(fù)荷作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)荷模型及參數(shù)對(duì)仿真準(zhǔn)確度的影響很大。這里所謂的負(fù)荷，是指從主電網(wǎng)向負(fù)荷側(cè)看進(jìn)去的整體，即包括了供、配電系統(tǒng)。所以此時(shí)連接于高壓(110kV或220kV)負(fù)荷母線的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷表示包括配電網(wǎng)和一組電動(dòng)機(jī)在內(nèi)的綜合負(fù)荷。
受電力系統(tǒng)數(shù)字仿真規(guī)模等因素限制，在仿真中不可能對(duì)所有感應(yīng)電動(dòng)機(jī)逐一建模，通常用聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)模擬一群感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的行為特性。此前研究的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的聚合方法是，基于容量加權(quán)的方法。但我們發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)群中的電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率和臨界滑差(即最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的滑差)的差異，對(duì)聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)模擬精度是有重要影響的。僅以容量作為權(quán)系數(shù)進(jìn)行聚合因其完全未反映這些有重要影響的信息，而難以很好的模擬感應(yīng)電動(dòng)機(jī)群的動(dòng)態(tài)特性。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能保證工程精度的、減少程序復(fù)雜度的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法。
為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案 一種電力系統(tǒng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法，其步驟如下 第一步確定電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算用的網(wǎng)絡(luò)，從電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)采集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)； 第二步針對(duì)各負(fù)荷母線處所接的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)群采用計(jì)及各電動(dòng)機(jī)負(fù)載率和臨界滑差的容量加權(quán)法進(jìn)行參數(shù)聚合，得到各負(fù)荷母線處等值感應(yīng)電動(dòng)機(jī)； 第三步利用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)潮流數(shù)據(jù)、預(yù)想事故集和包括等值感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)參數(shù)在內(nèi)的等值負(fù)荷的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，得到預(yù)想事故集下系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定與否的結(jié)論，并基于此做出安全控制決策。
上述的電力系統(tǒng)負(fù)荷感應(yīng)電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法，其特征在于，在步驟二中應(yīng)用考慮負(fù)載率和臨界滑差的加權(quán)法對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)詳細(xì)模型參數(shù)進(jìn)行聚合，計(jì)及電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況， 由本發(fā)明提出的考慮負(fù)載率和臨界滑差的容量加權(quán)法，考慮了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)群中的電動(dòng)機(jī)的載荷率和臨界滑差，保證了聚合精度。



圖1是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等值電路圖。
圖2是WSCC9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖3WSCC9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的結(jié)果比較圖。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖及實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
圖1為本發(fā)明采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等值電路圖。本發(fā)明提出的采用考慮負(fù)載率和臨界滑差的容量加權(quán)法，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)聚合，為電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真提供較為準(zhǔn)確的負(fù)荷模型。以圖2所示的WSCC9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為實(shí)施例，詳細(xì)說明如下 第一步確定電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算用的網(wǎng)絡(luò)，從電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)采集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)； 對(duì)于本實(shí)施例，可以直接輸入WSCC9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，對(duì)于實(shí)際電力系統(tǒng)需要連接電網(wǎng)控制中心的EMS系統(tǒng)以獲取必要的電網(wǎng)數(shù)據(jù)。
第二步針對(duì)各負(fù)荷母線處所接的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)群采用計(jì)及各電動(dòng)機(jī)負(fù)載率和臨界滑差的加權(quán)法進(jìn)行參數(shù)聚合，得到各負(fù)荷母線處等值感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
第三步利用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)潮流數(shù)據(jù)、預(yù)想事故集和包括等值感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)參數(shù)在內(nèi)的等值負(fù)荷的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，得到預(yù)想事故集下系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定與否的結(jié)論，并基于此做出安全控制決策。
對(duì)于聚合的精度，可由系統(tǒng)聚合前后的動(dòng)態(tài)安全域的比較來驗(yàn)證。由圖3的比較結(jié)果可以看出，本發(fā)明方法具有很好的聚合精度。
本發(fā)明所提出的計(jì)及負(fù)載率和臨界滑差的加權(quán)法的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)聚合方法，其具體內(nèi)容如下 設(shè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)群M＝{1，…，i，…，L}，其中包括L臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。鑒于聚合的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的容量為各臺(tái)電機(jī)的容量(MVA)之和，即其中下標(biāo)A表示聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，由此可以導(dǎo)出聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的詳細(xì)模型參數(shù) 5)聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子阻抗 式中，當(dāng)感應(yīng)電機(jī)為單鼠籠電機(jī)時(shí)，Zri為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)子阻抗，Zri＝Rri+jXri，以其自身容量Si為基值的標(biāo)幺值；當(dāng)感應(yīng)電機(jī)為雙鼠籠電機(jī)時(shí)，Zri可代表第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)籠、運(yùn)行籠的轉(zhuǎn)子阻抗。

為考慮負(fù)載率和臨界滑差的第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的權(quán)系數(shù)，

為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的容量權(quán)值；LFmi為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率；當(dāng)感應(yīng)電機(jī)為單鼠籠電機(jī)時(shí)，scri為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的臨界滑差，其中


當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為雙鼠籠感應(yīng)電機(jī)時(shí)，考慮到在暫態(tài)穩(wěn)定分析中起主導(dǎo)作用的為運(yùn)行籠，求修正系數(shù)中的臨界滑差時(shí)可把雙鼠籠電機(jī)看作在轉(zhuǎn)子側(cè)只計(jì)及運(yùn)行籠的單鼠籠電機(jī)來處理。
6)聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子阻抗 式中Zsi為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子阻抗，Zsi＝Rsi+jXsi，以其自身容量si為基值的標(biāo)幺值。
7)聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電抗 式中Zmi為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電抗，Zmi＝j(luò)Xmi，以其自身容量si為基值的標(biāo)幺值?？紤]到感應(yīng)電機(jī)初始滑差(反映了運(yùn)行工況)的差異對(duì)勵(lì)磁支路工況的影響較小，故求取聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電抗時(shí)采用容量權(quán)值進(jìn)行加權(quán)聚合。
8)聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù) 式中Hi為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)，以其自身容量為基值。
圖3是WSCC9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)采用本發(fā)明提出的參數(shù)聚合方法和僅采用容量加權(quán)法得到的動(dòng)態(tài)安全域在兩維空間投影的邊界圖與原系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全域在兩維空間投影的邊界圖的比較結(jié)果。圖中，

點(diǎn)集表示原系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全域在兩維空間投影的邊界圖；

點(diǎn)集表示僅采用容量加權(quán)法得到的動(dòng)態(tài)安全域在兩維空間投影的邊界圖；

點(diǎn)集表示采用本發(fā)明提出的參數(shù)聚合方法得到的動(dòng)態(tài)安全域在兩維空間投影的邊界圖。從圖3可以看出僅采用容量加權(quán)法得到的動(dòng)態(tài)安全域在兩維空間投影的邊界與原系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全域在兩維空間投影的邊界差別較大；而本發(fā)明提出的參數(shù)聚合方法得到的動(dòng)態(tài)安全域在兩維空間投影的邊界與原系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全域在兩維空間投影的邊界則十分接近，說明本發(fā)明提出的參數(shù)聚合方法大幅提高了參數(shù)聚合的精度。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)及滑差和負(fù)載率的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法，其步驟如下
第一步確定電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算用的網(wǎng)絡(luò)，從電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)采集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)、負(fù)荷的動(dòng)態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)；
第二步針對(duì)各負(fù)荷母線處所接的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)群采用計(jì)及各電動(dòng)機(jī)負(fù)載率和臨界滑差的容量加權(quán)法進(jìn)行參數(shù)聚合，得到各負(fù)荷母線處等值感應(yīng)電動(dòng)機(jī)；
第三步利用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)潮流數(shù)據(jù)、預(yù)想事故集和包括等值感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)參數(shù)在內(nèi)的等值負(fù)荷的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，得到預(yù)想事故集下系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定與否的結(jié)論，并基于此做出安全控制決策。
2.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法，其特征在于，在步驟二中應(yīng)用考慮負(fù)載率和臨界滑差的加權(quán)法對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)詳細(xì)模型參數(shù)進(jìn)行聚合，計(jì)及電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，設(shè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)群M＝{1，…，i，…，L}，其中包括L臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，聚合的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的容量為各臺(tái)電機(jī)的容量(MVA)之和，即其中下標(biāo)A表示聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，則聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的詳細(xì)模型參數(shù)如下
1)聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子阻抗
式中，當(dāng)感應(yīng)電機(jī)為單鼠籠電機(jī)時(shí)，Zri為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)子阻抗，Zri＝Rri+jXri，以其自身容量Si為基值的標(biāo)幺值；當(dāng)感應(yīng)電機(jī)為雙鼠籠電機(jī)時(shí)，Zri為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)籠、運(yùn)行籠的轉(zhuǎn)子阻抗。
為考慮負(fù)載率和臨界滑差的第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的權(quán)系數(shù)，
為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的容量權(quán)值；LFmi為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率；當(dāng)感應(yīng)電機(jī)為單鼠籠電機(jī)時(shí)，scri為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的臨界滑差，其中
當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為雙鼠籠感應(yīng)電機(jī)時(shí)，求修正系數(shù)中的臨界滑差scri時(shí)，把雙鼠籠電機(jī)看作在轉(zhuǎn)子側(cè)只計(jì)及運(yùn)行籠的單鼠籠電機(jī)來處理；
2)聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子阻抗
式中Zsi為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子阻抗，Zsi＝Rsi+jXsi，以其自身容量si為基值的標(biāo)幺值；
3)聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電抗
式中Zmi為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電抗，Zmi＝JXmi，以其自身容量si為基值的標(biāo)幺值
4)聚合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)
式中Hi為第i臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)，以其自身容量為基值。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法，屬于電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值和負(fù)荷建模技術(shù)領(lǐng)域，該方法通過考慮負(fù)載率和臨界滑差(最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)滑差)的容量加權(quán)法來實(shí)現(xiàn)，所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)包括電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)群參數(shù)聚合。所得到電力系統(tǒng)等值感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型的動(dòng)態(tài)參數(shù)，供暫態(tài)穩(wěn)定仿真計(jì)算使用。由本發(fā)明得到的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷等值的詳細(xì)模型參數(shù)，既提高了參數(shù)聚合的精度，又不增加計(jì)算負(fù)擔(dān)。
文檔編號(hào)G01R31/34GK101282039SQ200810053058
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者余貽鑫, 鵬 黎, 郭金川, 沅 曾, 黃純?nèi)A 申請(qǐng)人:天津大學(xué), 天津天大求實(shí)電力新技術(shù)股份有限公司