[发明专利]一种综合空调负荷模型系统及其建模方法

摘要

本发明公开一种综合空调负荷模型及其建模方法。综合空调负荷，包括常规空调负荷和变频空调负荷。由于二者工作原理的不同，使得综合空调负荷的电气特性区别于单一的常规空调和单一的变频空调。本发明提出一种综合空调负荷模型，在常规空调负荷模型和变频空调负荷的模型基础上建立，该综合空调负荷模型和建模方法能单独分析常规空调和变频空调，也能综合分析两者不同构成比例下的情况，可以针对不同地区，不同空调使用情况，适用性很强。

主权项

1.一种综合空调负荷建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立常规空调负荷模型，具体为：采用静态恒阻抗负荷加三阶感应电动机模型来描述常规空调负荷的动态特性，将电动机(M1)与静态恒阻抗负荷(Z)并联后接在110KV负荷母线上，再接在三绕组变压器一侧，最后接入电网,三阶感应电动机模型如式(1)所示：其中，E'q、E'd分别为电动机q轴、d轴暂态电动势，ωr为电动机转子转速，X为转子稳态电抗，Id、Iq分别为电动机d轴、q轴电流,X′为转子暂态电抗，T′d0为转子绕组时间常数，TJ转子惯性时间常数，TE、TM分别为机械负载力矩和电磁力矩；定子电流方程如式(2)所示，其中，Rs为电机定子等效电阻，TE＝E′dId+E′qIq,TM＝TM0(Aωr2+Bωr+C)；其中R_r为电机转子等效电阻；X＝X_s+X_m；为定子电阻和电抗，X_s为定子电抗，X_r为转子电抗，X_m为励磁电抗，U_q、U_d分别为电动机端电压的q轴、d轴分量，A、B、C为机械转矩系数，T_M0为初始机械转矩，s₀为初始转子滑差；2)建立变频空调负荷模型，具体为：电动机仍然采用三阶感应电动机模型，静态部分用恒有功负荷(P)表示，无功部分归算到电动机(M2)中，在负荷母线上还包含有虚拟静态负荷(Q)和虚拟电容器(C)，模型结构为将电动机(M2)与静态恒有功负荷(P)、虚拟静态负荷(Q)、虚拟电容器(C)并联，接在110kv负荷母线上，再接在三组变压器的一侧，进而接入电网；3)以常规空调模型和变频空调模型为基础建立综合空调负荷模型，具体为：将常规空调负荷和变频空调负荷并联，其中电动机仍然采用三阶感应电动机模型，静态部分为常规空调的静态恒阻抗负荷(Z)和变频空调的恒有功负荷(P)，以及用于调节变频空调无功特性的虚拟静态负荷(Q)和虚拟电容器(C)，模型结构为将常规空调模型中的电动机(M 1)、静态恒阻抗负荷(Z)与变频空调模型中的电动机(M2)、静态恒有功负荷(P)、虚拟静态负荷(Q)以及虚拟电容器(C)并联，接在110KV负荷母线上，然后再接在三绕组变压器的一侧，最后接入电网。