1、負荷的動態特性模型負荷的動態特性模型目錄概述考慮感應電動機機械暫態過程的負荷動態特性模型考慮感應電動機電磁暫態過程的負荷動態特性模型負荷特性的定義負荷特性的定義 反映負荷功率隨系統運行參數（電壓或頻率）的變化而變化規律的曲線或數學表達式。負荷特性負荷特性靜態特性靜態特性反映電壓和頻率緩慢變化時負荷功率變化特性動態特性動態特性反映電壓和頻率急劇變化時負荷功率變化特性概述當電壓以較快的速度大范圍變化時，采用純靜態負荷模型將帶來較大的計算誤差，尤其對那些負荷模型敏感的節點，必須采用動態模型。現代工業負荷中，感應電動機負荷所占的比重最大。因此，負荷的動態特性主要由負荷中感應電動機的暫態過程決定。感應電

2、動機的暫態有機械暫態過程和電磁暫態過程。負荷的動態負荷的動態特性模型特性模型考慮感應電動機機械暫態過程的負荷動態特性模型考慮感應電動機電磁暫態過程的負荷動態特性模型考慮感應電動機機械暫態過程的負荷動態特性模型圖1 異步電動機等效電路總等效阻抗： rrmmssjXsRjXRjXRjXRZ/轉差率S：*001S0系統角頻率異步電動機轉子角速度異步電動機運動方程：*meJTTdtdTTJ電機轉子與機械負載的等值轉動慣量Te*電機機械轉矩Tm*電機電磁轉矩電磁轉矩方程：2max2NcrcreeUUssssTTTemax感應電機在額定電壓下的最大電磁轉矩Scr電機靜態穩定臨界轉差率UN電機額定電壓U電機

3、端電壓機械轉矩方程：SKTm11K電機負荷率機械負載轉矩中與電機轉速無關的部分所占比例與機械負載轉矩特性有關的指數機械暫態過程數學模型： rrmmssjXsRjXRjXRjXRZ/*001S*meJTTdtdT2max2NcrcreeUUssssTTSKTm11 實際計算中通常將節點的負荷分為兩個部分，一部分采用靜態模型，另一部分采用動態模型。運用典型感應電動機模擬節點負荷的簡化法如下： 1、分別算出穩態運行情況下，靜態模型等值阻抗ZLS(0)=V2L(0)/(PLS(0)-jQLS(0)和只考慮機械暫態過程的感應電機模型（等值機）等值阻抗ZLM(0)=V2L(0)/(PLM(0)-jQLM(

4、0)，得出節點負荷的穩態等值阻抗ZL(0)=ZLS(0)/ZLM(0) 2、近似認為接在節點上須計及動態特性的設備都是典型感應電動機（典型機）。利用感應電動機參數和等效阻抗公式得出穩態等值阻抗ZM(0)。 3、在暫態過程中，求解系統方程和典型機轉子運動方程，可求得t時刻動態負荷等值阻抗ZM(t)；由負荷靜態模型可算出t時刻靜態負荷等值阻抗ZLS(t)。 4、任何時刻等值機等值阻抗與典型機等值阻抗之比為常數。等值機t時刻等值阻抗為ZLM(t)=（C1+jC2）ZM(t),比例常數由穩態條件得（C1+jC2）=ZLM(0)/ZM(0)，至此可得節點負荷在t時刻的等值阻抗ZL(t)=ZLS(t)/Z

5、LM(t)。qddddqqddqddqdqqiXXepeTiXXepeTiRiXesviRiXesv001111考慮感應電動機電磁暫態過程的負荷動態特性模型可以將感應電動機看成d-q軸完全對稱的同步電機。因此在同步電機方程中，令Xd=Xq=X,Xd=Xq=X,eq2=ed2=eq=ed=0,Pd=Pq=0,Td0=Tq0,=1-S,Ra=R1。便可得標幺制下的感應電動機方程xyxdydyxydxdxxyyyyxxiXXeseTpeTiXXeseTpeTiRiXsesviRiXsesv0000111111將d-q坐標系的感應電動機方程變換到x-y坐標系，得到在x-y坐標系下的感應電機方程：MMd

6、oMdMMIXXjEjsTEpTIXsjREs01111V將上述方程的二式和四式乘以j再分別加到第一式和第四式可得yyxxddqqeieieieieT感應電機的電磁轉矩方程為式中V=Vx+jVy,IM=Ix+jIy,EM=Ex+Ey。電磁暫態過程數學模型：MMdoMdMMIXXjEjsTEpTIXsjREs01111VyyxxddqqeieieieieT*meJTTdtdTSKTm11 對于節點綜合負荷，仍可以用典型感應電動機模擬節點負荷的簡化法： 1、算出穩態運行情況下，只考慮機械暫態過程的感應電機模型（等值機）等值阻抗ZLM(0)=V2L(0)/(PLM(0)-jQLM(0)。 2、注意在穩態條件下PEM=0，利用數學模型中一二式可以求出IM(0)和EM(0)，則典型機穩態等值ZM(0)=-VL(0)/IM(0)。 3、在暫態過程中，求解系統方程和典型機方程，可求得t時刻動態負荷等值阻抗ZM(t)；由負荷靜態模型可算出t時刻靜態負荷等值阻抗ZLS(t)。 4、任何時刻等值機等值阻抗與典型機等值阻抗之比為常數。等值機t