电力系统负荷的动态模型.ppt

负荷的动态特性模型,目录,概述,考虑感应电动机机械暂态过程的负荷动态特性模型,考虑感应电动机电磁暂态过程的负荷动态特性模型,负荷特性的定义,反映负荷功率随系统运行参数（电压或频率）的变化而变化规律的曲线或数学表达式。,负荷特性,静态特性反映电压和频率缓慢变化时负荷功率变化特性,动态特性反映电压和频率急剧变化时负荷功率变化特性,概述,当电压以较快的速度大范围变化时，采用纯静态负荷模型将带来较大的计算误差，尤其对那些负荷模型敏感的节点，必须采用动态模型。,现代工业负荷中，感应电动机负荷所占的比重最大。因此，负荷的动态特性主要由负荷中感应电动机的暂态过程决定。感应电动机的暂态有机械暂态过程和电磁暂态过程。,负荷的动态特性模型,考虑感应电动机机械暂态过程的负荷动态特性模型,考虑感应电动机电磁暂态过程的负荷动态特性模型,考虑感应电动机机械暂态过程的负荷动态特性模型,图1异步电动机等效电路,总等效阻抗：,转差率S：,0系统角频率,异步电动机转子角速度,异步电动机运动方程：,TJ电机转子与机械负载的等值转动惯量,Te*电机机械转矩,Tm*电机电磁转矩,电磁转矩方程：,Temax感应电机在额定电压下的最大电磁转矩,Scr电机静态稳定临界转差率,UN电机额定电压,U电机端电压,机械转矩方程：,K电机负荷率,机械负载转矩中与电机转速无关的部分所占比例,与机械负载转矩特性有关的指数,机械暂态过程数学模型：,实际计算中通常将节点的负荷分为两个部分，一部分采用静态模型，另一部分采用动态模型。运用典型感应电动机模拟节点负荷的简化法如下：,1、分别算出稳态运行情况下，静态模型等值阻抗ZLS(0)=V2L(0)/(PLS(0)-jQLS(0)和只考虑机械暂态过程的感应电机模型（等值机）等值阻抗ZLM(0)=V2L(0)/(PLM(0)-jQLM(0)，得出节点负荷的稳态等值阻抗ZL(0)=ZLS(0)/ZLM(0),2、近似认为接在节点上须计及动态特性的设备都是典型感应电动机（典型机）。利用感应电动机参数和等效阻抗公式得出稳态等值阻抗ZM(0)。,3、在暂态过程中，求解系统方程和典型机转子运动方程，可求得t时刻动态负荷等值阻抗ZM(t)；由负荷静态模型可算出t时刻静态负荷等值阻抗ZLS(t)。,4、任何时刻等值机等值阻抗与典型机等值阻抗之比为常数。等值机t时刻等值阻抗为ZLM(t)=（C1+jC2）ZM(t),比例常数由稳态条件得（C1+jC2）=ZLM(0)/ZM(0)，至此可得节点负荷在t时刻的等值阻抗ZL(t)=ZLS(t)/ZLM(t)。,考虑感应电动机电磁暂态过程的负荷动态特性模型,可以将感应电动机看成d-q轴完全对称的同步电机。因此在同步电机方程中，令Xd=Xq=X,Xd=Xq=X,eq2=ed2=eq=ed=0,Pd=Pq=0,Td0=Tq0,=1-S,Ra=R1。便可得标幺制下的感应电动机方程,将d-q坐标系的感应电动机方程变换到x-y坐标系，得到在x-y坐标系下的感应电机方程：,将上述方程的二式和四式乘以j再分别加到第一式和第四式可得,感应电机的电磁转矩方程为,式中V=Vx+jVy,IM=Ix+jIy,EM=Ex+Ey。,电磁暂态过程数学模型：,对于节点综合负荷，仍可以用典型感应电动机模拟节点负荷的简化法：,1、算出稳态运行情况下，只考虑机械暂态过程的感应电机模型（等值机）等值阻抗ZLM(0)=V2L(0)/(PLM(0)-jQLM(0)。,2、注意在稳态条件下PEM=0，利用数学模型中一二式可以求出IM(0)和EM(0)，则典型机稳态等值ZM(0)=-VL(0)/IM(0)。,3、在暂态过程中，求解系统方程和典型机方程，可求得t时刻动态负荷等值阻抗ZM(t)；由负荷静态模型可算出t时刻静态负荷等值阻抗ZLS(t)。,4、任何时刻等值机等值阻抗与典型机等值阻抗之比为常数。等值机t时刻等值阻抗为ZLM(t)=（C1