一种电力系统中电力动负荷暂态和动态物理模拟方法

摘要

本发明涉及一种电力系统中电力动负荷暂态和动态物理模拟方法，属于基于电力、动力系统物理仿真及机电控制技术领域。本方法根据模拟不同类型动负荷的需求，由连接异步电动机和他励直流发电机的转轴的角速度ω计算出需给他励直流发电机施加的电枢电流I_a。在保持他励直流发电机磁通量Ф恒定的前提下，由T_e＝C_TФI_a可知，他励直流发电机电枢电流I_a的变化使得他励直流发电机电磁转矩T_e产生同样比例的变化，电磁转矩T_e的变化作用到连接异步电动机和他励直流发电机的转轴上，产生真实负载作用在转轴上的效果，实现对负荷机械特性的模拟。本发明方法具有简单方便、容易实施、控制性能好等特点，经测试，本方法对电力动负荷的模拟精度满足物理实验的需要。

主权项

一种电力系统中电力动负荷暂态和动态物理模拟方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)实时读取物理模拟装置中连接异步电动机和他励直流发电机的转轴的角速度ω；(2)根据上述角速度ω，计算不同运行状态下对物理模拟装置中的他励直流发电机施加的电枢电流I_a如下：当异步电动机的转轴角速度ω在额定范围内发生变化、且异步电动机的机械转矩恒定时，对物理模拟装置中的他励直流发电机施加的电枢电流I_a为：当异步电动机的转轴角速度ω在额定范围内发生变化、且异步电动机消耗的功率恒定时，对物理模拟装置中的他励直流发电机施加的电枢电流I_a为：$I_a=\frac{C-J_I\omega \frac{\mathrm{d\omega }}{\mathrm{dt}}}{C_T\mathrm{\phi \omega }}=\frac{C}{C_T\mathrm{\phi \omega }}-$$\frac{J_l}{C_T\phi }\frac{\mathrm{d\omega }}{\mathrm{dt}},$当电力系统的负载为风机类时，异步电动机的转轴角速度ω在额定范围内发生变化、且异步电动机的机械转矩T与异步电动机的转轴角速度ω的关系为时，对物理模拟装置中的他励直流发电机施加的电枢电流I_a为：其中，C为根据异步电动机额定参数设定的异步电动机的恒定机械转矩或恒定功率，C_T和φ分别为他励直流发电机转矩常数和磁通量，J_l为他励直流发电机的转动惯量，ω为异步电动机的转轴角速度，K为风机类负载的特性系数，U_N为他励直流发电机的额定电枢电压，I_N为他励直流发电机的额定电枢电流，n_N为他励直流发电机的额定转速，R_a为他励直流发电机的电枢回路电阻。