設計一種風光儲微電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性控制策略 分析不同條件下其電壓穩(wěn)定性

內(nèi)蒙古工業(yè)大學電力學院的研究人員李潤澤，在2018年第1期《電氣技術(shù)》雜志上撰文，為分析微電網(wǎng)受三相短路故障擾動后，電壓穩(wěn)定性隨動態(tài)負荷參數(shù)變化的影響，設計了一種風光儲微電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性控制策略，分析不同條件下微電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。

由仿真結(jié)果總結(jié)可知，感應電動機參數(shù)變化對微電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生不同程度影響，其中增大感應電動機定子電阻、定子電抗、轉(zhuǎn)子電抗、負載轉(zhuǎn)矩、互感和負荷比例，微電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性減弱，而增大轉(zhuǎn)子電阻和慣性時間常數(shù)，微電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性增強。

暫態(tài)電壓穩(wěn)定指電力系統(tǒng)短期內(nèi)遭受大擾動后系統(tǒng)保持穩(wěn)定電壓的能力，同樣微電網(wǎng)受到大擾動后，也會出現(xiàn)暫態(tài)電壓失穩(wěn)現(xiàn)象，嚴重情況下會致使微電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰。大擾動經(jīng)常由短路故障造成，而擾動過后感應電動機負荷電壓是否穩(wěn)定，決定著微電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性，系統(tǒng)中超過60%負荷是由感應電動機構(gòu)成[1]，暫態(tài)電壓失穩(wěn)與感應電動機負荷密切相關(guān)。

文獻[2]將臨界故障清除時間作為暫態(tài)電壓穩(wěn)定的判據(jù)，并在多節(jié)點系統(tǒng)中驗證了其有效性。文獻[3]提出了一種計算暫態(tài)電壓穩(wěn)定臨界故障清除時間的方法，通過MATLAB仿真驗證了其準確性。文獻[4]利用拉格朗日因子法，通過計算推理出一種新的電壓穩(wěn)定判據(jù)。文獻[5]分析了靜態(tài)負荷與動態(tài)負荷不同比例時的電壓穩(wěn)定性，動態(tài)負荷比例越大時電壓穩(wěn)定性越差。文獻[6]研究了不同條件下多感應電動機起動對微電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性影響。

然而在微電網(wǎng)系統(tǒng)中，感應電動機參數(shù)變化特性對微電網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性影響的研究較少，文章基于風光儲微電網(wǎng)系統(tǒng)，通過改變感應電動機參數(shù)研究其在各種條件下的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。

圖1微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

結(jié)論

文章通過構(gòu)架風光儲微電網(wǎng)系統(tǒng)，設計了電壓穩(wěn)定性控制策略，在感應電動機其他參數(shù)不變的條件下，改變感應電動機定子、轉(zhuǎn)子、互感、慣性時間常數(shù)、負載轉(zhuǎn)矩和負荷比例，利用臨界故障清除時間大小來分析微電網(wǎng)在受到短路故障結(jié)束后的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。

結(jié)果表明隨著感應電動機定子電阻（0.102~0.182）、定子電抗（0.1317~0.2517）、轉(zhuǎn)子電抗（0.1516~0.2316）、負載轉(zhuǎn)矩（0.60~0.80）、互感（1.394~3.794）和負荷比例（9:1~1:3）在其數(shù)值范圍內(nèi)逐漸增大，臨界故障清除時間相應減小，微電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性減弱。

隨著感應電動機轉(zhuǎn)子電阻（0.100~0.180）和慣性時間常數(shù)（0.20~0.40）在其數(shù)值范圍內(nèi)逐漸增大，臨界故障清除時間相應增大，微電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性增強。