[发明专利]一种依据系统动态特性的脉冲负载的功率等效方法

摘要

一种依据系统动态特性的脉冲负载的功率等效方法。一种针对脉冲负载的功率等效方法，确定衡量柴油发电机组‑整流器‑脉冲负载，根据柴油机与同步发电机的功率比的区别选用不同类型的柴油发电机组，按照连续脉冲非线性负载等效模拟方法，通过调整整流器‑脉冲负载端的IGBT的触发脉冲或改变负载的等效阻值模拟DRP系统的多种运行模式；根据DRP系统中各相关因素对动态特性的影响规律，神经网络模型的输入端为机组类型、滤波电容、峰值功率、开关周期、占空比，输出端为电压波动、频率波动、电压总谐波畸变率。

主权项

一种针对脉冲负载的功率等效方法，其特征是确定衡量柴油发电机组‑整流器‑脉冲负载即DRP系统动态特性的指标及功率等效基准，根据柴油机与同步发电机的功率比的区别选用不同类型的柴油发电机组，按照连续脉冲非线性负载等效模拟方法，通过调整整流器‑脉冲负载端的IGBT的触发脉冲或改变负载的等效阻值模拟DRP系统的多种运行模式；根据DRP系统中各相关因素对动态特性的影响规律，利用系列试验数据建立反映系统运行模式与系统动态特性之间指标映射关系的神经网络模型，神经网络模型的输入端为机组类型、滤波电容、峰值功率、开关周期、占空比，输出端为电压波动、频率波动、电压总谐波畸变率；再结合DRP系统脉冲负载作用下系统稳定运行的边界条件及功率等效基准，提出量化脉冲负载对柴油发电机组供电系统影响的功率等效方法：若系统中的电压波动、频率波动与电压总谐波畸变率动态特性指标均满足稳定运行条件，根据脉冲负载的功率等效基准确定其相对于柴油机的等效功率，该等效功率能作为脉冲负载选配柴油发电机组的依据；同步发电机均为同一系列产品，且AVR为同一型号，AVR为发电机的励磁调压器，柴油机与发电机额定功率之比有如下三种情况：发电机组的类型为常规机组，柴油机与发电机额定功率之比为1.2:1，柴油机与发电机额定功率之比值小于1.2即小带大机组，柴油机与发电机额定功率之比值大于1.2即大带小机组；柴油发电机组中的调速、调压方式固定不变，整流器采用可控硅整流，滤波电感与电容值能调节；DRP系统中不含有源电力滤波器，功率因数补偿器(Power Factor Compensation) 谐波抑制装置；提出的脉冲负载等效功率是相对于柴油机的等效功率，该等效功率能作为脉冲负载选配柴油发电机组的依据；对系统动态特性的处理是：为研究DRP系统不同运行模式下的动态特性，采用以下动态特性指标，交流侧电压总谐波畸变率THDv，交流侧频率波动δf和直流侧负载电压波动δu；其中，交流电压总谐波畸变率在式(1)中，Ui(i＝2,3,…,n)为各次谐波电压有效值，U1为基波电压有效值；交流侧频率波动直流侧负载电压波动在式(2)和(3)中，N为采样时间内的开关周期数，取Δt为采样时间，t0为采样起始时刻，n为采样点数，fs为PMU的采样频率，Ts为开关周期，则N＝n/(fs·Ts)，为采样时间Δt内交流电压输出频率的平均值，为采样时间Δt内直流电压的平均值，fkmax、fkmin与Ukmax、Ukmin分别为第k个开关周期内频率与电压的最大值与最小值；δf、δu分别反映DRP系统在正常运行过程中频率与电压的波动程度。