含多感应电动机负荷的微网电压稳定性仿真分析

发布时间：2020-10-29 08:01

　　 微网中含大量高度非线性的感应电动机负荷,对微网孤岛运行时的电压稳定性构成严重威胁。为此,针对含多感应电动机负荷的微网,根据电力系统功率平衡的原则,从理论上推导了微网各电动机负荷转差与系统电压的动态耦合关系,进而说明感应电动机负荷更加敏感的原因及多感应电动机负荷的转差和系统电压之间的动态耦合特性与微网稳定性相关。基于MATLAB/Simulink仿真平台,搭建了风光柴储多源主从控制微网,通过仿真研究了不同条件下多机叠加启动及微网故障两种情况下微网的电压稳定性,进而提出了提高含多感应电动机负荷的微网电压稳定性的措施。仿真结果表明,多感应电动机负荷之间的相互作用对微网电压稳定性具有重大影响,且串联主从微网的临界故障清除时间受三相短路故障点离感应电动机负荷点的距离和故障点离主控单元的距离双重制约,采用叠加启动策略和故障点快速切机等措施可有效提高微网电压稳定性。所得结论为含多感应电动机负荷的微网稳定性研究与控制提供了理论参考。
【部分图文】：

ωｍ＝（１－ｓ）ω０，为转子电角速度；ＰＬ为电动机的负载功率；ＴＪ为电动机转动惯量时间常数。感应电动机的负载转矩ＴＬ为：ＴＬ＝Ａω２＋Ｂω＋Ｃ（５）式中：Ａ，Ｂ，Ｃ分别为电动机负载转矩中与转速有关及无关部分的比例系数。由式（５）可得负载功率为：ＰＬ＝Ａω３＋Ｂω２＋Ｃω（６）为分析含多感应电动机负荷的微网电压与各电动机转差的动态耦合关系，以接于同一母线的两台感应电动机ＩＭ１和ＩＭ２为例建立图１所示的微网模型。图中：Ｖｎ（ｎ＝１，２）为微电源ＤＧｎ逆变器输出电压；Ｐｎ和Ｑｎ分别为ＤＧｎ输出的有功和无功功率；δｎ为微电源ＤＧｎ的输出电压的相角；ＸＣ为补偿容抗；微电源ＤＧｎ的输出阻抗和线路阻抗之和等效表示为Ｚｎ∠θｎ＝Ｒｎ＋ｊＸｎ，其中，θｎ为微电源等效输出阻抗的相角。图１含两台感应电动机的微网模型Ｆｉｇ．１Ｍｏｄｅｌｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｗｉｔｈｔｗｏｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒｓ微电源输出功率的表达式为：ＰｎＱｎ［］＝ｃｏｓ（θｎ－δｎ）ｃｏｓθｎｓｉｎ（θｎ－δｎ）ｓｉｎθｎ［］ＶｍＶｎＺｎ－Ｖ２ｍＺｎ熿燀燄燅（７）微网系统的无功功率平衡方程为：∑ｎＱｎ＝Ｑｍ１＋Ｑｍ２－ＱＣ（８）式中：Ｑｍ１和Ｑｍ２分别为感应电动机ＩＭ１和ＩＭ２消耗的无功功率；ＱＣ为电容补偿的无功功率。设微网中ｋ台（算例中ｋ取２）

ωｍ＝（１－ｓ）ω０，为转子电角速度；ＰＬ为电动机的负载功率；ＴＪ为电动机转动惯量时间常数。感应电动机的负载转矩ＴＬ为：ＴＬ＝Ａω２＋Ｂω＋Ｃ（５）式中：Ａ，Ｂ，Ｃ分别为电动机负载转矩中与转速有关及无关部分的比例系数。由式（５）可得负载功率为：ＰＬ＝Ａω３＋Ｂω２＋Ｃω（６）为分析含多感应电动机负荷的微网电压与各电动机转差的动态耦合关系，以接于同一母线的两台感应电动机ＩＭ１和ＩＭ２为例建立图１所示的微网模型。图中：Ｖｎ（ｎ＝１，２）为微电源ＤＧｎ逆变器输出电压；Ｐｎ和Ｑｎ分别为ＤＧｎ输出的有功和无功功率；δｎ为微电源ＤＧｎ的输出电压的相角；ＸＣ为补偿容抗；微电源ＤＧｎ的输出阻抗和线路阻抗之和等效表示为Ｚｎ∠θｎ＝Ｒｎ＋ｊＸｎ，其中，θｎ为微电源等效输出阻抗的相角。图１含两台感应电动机的微网模型Ｆｉｇ．１Ｍｏｄｅｌｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｗｉｔｈｔｗｏｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒｓ微电源输出功率的表达式为：ＰｎＱｎ［］＝ｃｏｓ（θｎ－δｎ）ｃｏｓθｎｓｉｎ（θｎ－δｎ）ｓｉｎθｎ［］ＶｍＶｎＺｎ－Ｖ２ｍＺｎ熿燀燄燅（７）微网系统的无功功率平衡方程为：∑ｎＱｎ＝Ｑｍ１＋Ｑｍ２－ＱＣ（８）式中：Ｑｍ１和Ｑｍ２分别为感应电动机ＩＭ１和ＩＭ２消耗的无功功率；ＱＣ为电容补偿的无功功率。设微网中ｋ台（算例中ｋ取２）
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本文编号：2860611