异步电动机幅相运动方程模型及动态过程机理分析

电力系统负荷中,感应电动机负荷占有很高的比例,其快速动态响应特性对系统暂态电压稳定性具有重要影响,所以分析异步电动机动态特性的物理本质对于研究电压稳定的机理至关重要。应用最为广泛的异步电动机模型是基于其状态量之间的数学关系建立的,但是因为异步机本身存在的高维、非线性以及强耦合的特征,该模型无法体现异步电动机状态变化的物理机理。该文以功率的供需平衡关系为基础,以异步电动机电磁感应作用产生的内电势旋转矢量为研究对象,建立机电时间尺度下异步电动机的幅相运动模型。基于该模型得到异步电动机电压动态和转子动态以功率作为纽带存在的闭环相互约束关系,通过分析不同扰动对于该闭环约束关系的影响从而对不同情况下并网运行的异步电动机动态过程进行研究。并以幅相运动思想为基础,通过分析异步电动机自身状态变化和与外部网络之间相互作用及两者之间的耦合关系,对动态行为的物理本质进行解释,从而阐释电压稳定的机理。最后运用时域仿真证明分析结果的正确性。