[发明专利]一种能量反馈式电压暂降特性敏感负荷模拟方法

说明书

一种能量反馈式电压暂降特性敏感负荷模拟方法，属于电力系统电能质量控制及仿真技术领域。该方法包括设置敏感负荷参数、检测电压暂降、对比电压耐受曲线、判断敏感负荷是否停运、中断负荷、负荷恢复逻辑和模拟敏感负荷等几个步骤。本发明通过电力电子变换器和储能在实现了敏感负荷模拟的同时，还可将模拟负荷消耗的能量回馈至电力系统中。通过模拟敏感负荷的电压耐受曲线，在电压跌落不能满足敏感负荷的耐受程度时中断负荷，实现对敏感负荷的电压暂降和短时中断耐受特性的模拟，从而进一步提高了该负荷模拟方法的经济性和电力系统运行的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种能量反馈式电压暂降特性敏感负荷模拟方法及系统，属于电力系统电能质量控制及仿真技术领域。

背景技术

电力系统可靠性的定义是向用户提供合格的、连续的电能的能力。如果在忽略短时中断和电压暂降的情况下，继续追求可靠性的提高，则是一种用高代价换取指标虚高的手段，并不能满足用户对供电质量的实质要求，与提高可靠性的终旨相违背。因此对于短时中断和电压暂降引起电力用户的正常工作受到影响的情况，也应当成为可靠性研究领域的一部分，这样才能为提高供电连续性提供正确的指导。而相应的，提高电能质量，特别是有效治理短时中断和电压暂降，实际上也是对电力系统可靠性的提高。

电力系统中，电压暂降及短时中断的主要产生原因是电力系统中的短路及其引起的断路器动作。由于短路是在电力系统中十分常见的故障，因此相伴而生的电压暂降和短时中断也有着较高的发生频次。除去短路，保护装置误动或电动机组启动也会引起电压暂降或短时中断。

对电力系统中所有的短时中断和电压暂降都予以治理既不经济也不现实，由于不同的电力用户对于供电质量有着不同的需求，因此在治理时应做到有的放矢。正常工作会受到短时中断和电压暂降影响的电力负荷被称为敏感负荷。敏感负荷中不同类型的设备有着不同的电压耐受度，甚至同种类型设备之间电压的电压耐受度也存在着显著的差异。敏感负荷依据耐受电压短时中断持续时间可主要分为以下几类：一般敏感负荷，分钟级；敏感负荷，秒级；特别敏感负负荷，周波级(几十至几百毫秒)；严格负荷，毫秒级(20ms以内)。

为了研究电力系统中电压暂降和短时中断对敏感负荷的影响，需要一种既能模拟正常运行状态的敏感负荷特性，又能模拟在电压暂降和短时中断过程中的耐受特性的敏感负荷特性的负荷模拟装置。

发明内容

本发明的目的是提出一种能量反馈式电压暂降特性敏感负荷模拟方法，旨在研究电力系统中电压暂降和短时中断对敏感负荷的影响，在实现了敏感负荷模拟的同时，还可将模拟负荷消耗的能量回馈至电力系统中，从而提高该负荷模拟方法的经济性和电力系统运行的可靠性。

本发明的技术方案如下：

一种能量反馈式电压暂降特性敏感负荷模拟方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

1)设置敏感负荷参数：所述敏感负荷参数包括负荷额定电压、电压耐受曲线上的N个拐点、敏感负荷特性参数及负荷恢复逻辑；所述电压耐受曲线上的N个拐点由各个拐点的拐点电压和拐点时间决定，第i个拐点的拐点电压为V_i、拐点时间为t_i，其中i＝1，2，…，N；所述负荷恢复逻辑，是模拟的敏感负荷在受到电压暂降影响而中断负荷后恢复敏感负荷状态的判断逻辑；

所述的敏感负荷特性参数，是指敏感负荷的模型参数，该模型参数依据敏感负荷所采用的具体负荷模型确定，模型参数确定了敏感负荷消耗的有功功率P和无功功率Q与负荷母线电压基波有效值V的函数关系；

2)检测电压暂降：测量并计算负荷母线电压基波有效值V，判断负荷母线电压基波有效值V是否低于负荷额定电压，若负荷母线电压基波有效值低于负荷额定电压，则计算低于负荷额定电压的持续时间t，并继续执行步骤3)；否则，若负荷母线电压基波有效值V等于或高于负荷额定电压，则执行步骤7)的模拟敏感负荷；