[发明专利]基于补偿电流的静态负荷的控制电流暂态建模方法和装置

说明书

本发明提供一种基于补偿电流的静态负荷的控制电流暂态建模方法和装置，包括：基于静态负荷的额定无功功率，确定注入电流源在所述静态负荷中的电路建模结构；对于任一时刻，基于所述电路建模结构和所述任一时刻采集的所述静态负荷的三相电压，确定所述任一时刻的静态负荷的控制电流；其中，所述电路建模结构为基于三相电阻、三相电感和补偿电流源构成，或者，所述电路建模结构为基于三相电阻、三相电容和补偿电流源构成，或者，所述电路建模结构为基于三相电阻和补偿电流源构成。本发明提供的方法和装置，实现了静态负荷建模的灵活可控和提高准确率，且动态特性和数值稳定性均强于传统建模。

技术领域

本发明涉及电磁暂态建模技术领域，尤其涉及一种基于补偿电流的静态负荷的控制电流暂态建模方法和装置。

背景技术

在电力系统仿真的静态负荷模型中，负荷消耗的有功、无功随其电压、频率变化：

其中，f为频率，U为元件端电压，f₀和U₀分别为额定频率与额定电压，P₀和Q₀分别为额定有功功率与额定无功功率，N_P，N_Q，k_Pf和k_Qf为常数。

在传统的静态负荷电磁暂态模型中，仅采用受控注入电流源进行建模，即在稳态时，注入电流的三相向量I满足：

V·I＝P

V×I＝Q

其中，V为负荷模型三相电压瞬时值向量。

具体的做法是，注入电流的三相向量I可表示为：

其中，I_δ*为三相补偿电流源相电流幅值，θ_i*为A相电流角度，它们被表示为：

事实上，现有的静态负荷电磁暂态建模技术仅含注入电流源，不含导纳矩阵，因此仿真模型的数值稳定性较差，在电磁暂态仿真中常常出现数值振荡、数值积分不收敛的问题。因此，需要开发新的静态负荷模型的电磁暂态仿真建模方法。

因此，如何避免传统的纯电流源形式静态负荷建模方法的不灵活和不准确，动态特性和数值稳定性均差，仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种基于补偿电流的静态负荷的控制电流暂态建模方法和装置，用以解决传统的纯电流源形式静态负荷建模方法的不灵活和不准确，动态特性和数值稳定性均差的缺陷，通过将静态负荷的恒阻抗部分与变阻抗部分分离，引入补偿电流源对变阻抗部分进行补偿，构造完整的静态负荷电磁暂态模型。这种基于恒阻抗矩阵及补偿电流的静态负荷电磁暂态建模方法相比于传统方法要更加准确，动态特性更好，且数值稳定性远高于传统的纯电流源方法。

本发明提供一种基于补偿电流的静态负荷的控制电流暂态建模方法，包括：

基于静态负荷的额定无功功率，确定注入电流源在所述静态负荷中的电路建模结构；

对于任一时刻，基于所述电路建模结构和所述任一时刻采集的所述静态负荷的三相电压，确定所述任一时刻的静态负荷的控制电流；

其中，所述电路建模结构为基于三相电阻、三相电感和补偿电流源构成，或者，所述电路建模结构为基于三相电阻、三相电容和补偿电流源构成，或者，所述电路建模结构为基于三相电阻和补偿电流源构成。

根据本发明提供的一种基于补偿电流的静态负荷的控制电流暂态建模方法，所述基于静态负荷的额定无功功率，确定注入电流源在所述静态负荷中的电路建模结构，具体包括：