静态负荷对不稳定配电系统电压稳定性的影响

-.z静态负荷对不平衡配电系统电压稳定性的影响摘要静态负荷有三个显著的特点，即恒功率，恒定电流和恒阻抗。除恒功率外，恒定电流和恒定阻抗下因有功功率和无功功率各不一样，从而表现出不同的电压分布。本文将分别分析每个负荷特性的单独影响以及综合对IEEE34节点配电系统按要求增加负荷时电压稳定性的变化，即暂态分析，并建立A相接地故障和三相故障。电压稳定负荷。结果发现，当负荷有功功率和无功率增加25%时，恒功率负荷功率需求明显增加。另一方面，恒定电流负荷和组合负荷功率需求的增加比恒功率负荷略小。然而，负荷的有功功率和功率增加50%之前，恒功率负荷形成电压崩溃而恒定电流负荷和组合负荷将成为下一阶的恒阻抗负荷。暂态分析时，单相故障，组合荷载，B相电压急剧增加，但C相电压增加很小。三阶段故障期间，B相电压略高于C相电压相电压。比照组合负荷，恒功率负荷导致三相电压较低。故障切除后，得到一个和故障前一样平滑的电压波形。但是在电压恢复波形时，包含了系统中的动态负荷的变化。恒功率负荷是用来研究电压稳定的最正确负荷。关键词：静态负荷，电压稳定，IEEE34，节点配电系统，负荷需求，暂态；故障，动态负荷一引言配电系统是电力系统中最复杂的系统之一。配电系统一般不平衡。它是由变电站径向或弱网状或平衡或不平衡的效劳。配电系统一般不平衡。不平衡的平衡分布系统由三相侧与负载均匀分布的三个阶段中的效劳。不平衡的分配制度，另一方面，是一种混合的三相，两相和单相分支。配电馈线的负荷也不平衡他们是不相等的单相负载的大量。介绍一个额外的不平衡为不等边导线间距三相架空和地下线段。配电系统是一种可以承受的电压不稳定的电力系统。这是由于高功率损失电抗比电阻高。电压失稳是由于电力系统扰动后无法保持所有母线的稳态电压，在负载需求或改变，在操作条件下，给定的初始操作条件增加时，引起电压失稳的主要因素是配电系统无法满足功需求。负载的稳定性也被称为电压稳定因为他们主要的驱动力为电压失稳。因此，分析负载可以确定配电系统的电压稳定性。负荷模型可分为静态〔“快照〞相对于时间〕和动态〔时变〕。静态模型是基于功率流网络的稳态法表示，静态负载模型表示负载的电压幅值的函数。动态模型包括交替的解序列的差分方程描述的机电行为的时域的解决方案和基于相量法的稳态潮流解之间的。静载荷也被称为电压依赖性负载可以通过建模的指数或多项式模型。这两个模型表示的负荷特点在任何时刻的时间在任何瞬间的母线电压幅值和频率的代数函数。此负载可以进一步划分为不同的负载特性，即恒功率，恒电流和恒阻抗。这些负载可以通过指定指数值作为单独的建模将在下一节中描述的。另一种模型来表示这些类型的负载特性将多项式模型。该模型也被称为“ZIP模型〞，它是由恒阻抗〔Z〕，恒定电流〔I〕和恒功率〔P〕组成的。恒功率负载如电动机或稳压电源，其功率是恒定电压的变化。当电压降低，电流增大，当前电流增大，从而增加电压降。恒阻抗负荷如白炽灯或电阻加热器，该阻抗是恒定电压和功率的变化随电压的平方成正比。当电压减小，吸取的电流也下降因此电压降。在恒定电流负载，电流是恒定的电压值的电压变化和功率成正比。当电压降降低，电流保持恒定，因此得出的电压降也不改变。尽管如此，恒电流负荷代表一个恒阻抗、恒功率负载和50/50的混合恒功率和恒阻抗负荷混合料的行为看起来很像这个负载。许多论文已发表的使用不同类型的负荷特性的静态电压稳定。然而，大局部的研究都集中在系统如平衡IEEE测试系统和简单电力系统。此外，使用不同的负荷特性的瞬态分析也已在许多论文讨论，但他们中的大多数是平衡系统。一些文献讨论了恒阻抗负荷的行为和感应电机的比拟。然而，缺少由不同的负载需求的不平衡配电系统分析，并与不同类型的负载特性的瞬态分析来研究该配电系统的电压稳定性。因此，本文旨在探讨各负荷特性对IEEE34节点配电系统电压稳定的个体，即恒功率，恒定电流和恒定阻抗和组合。由一个有功和无功功率增大1.25倍的负载来分析研究无功需求。同时，由有功和无功功率增大1.5倍的负载来分析研究配电系统的稳定性。在分析的根底上，研究了配电系统的电压稳定性提出了比拟适宜的负荷。此外，与组合负载和恒功率负载进展了研究在每个阶段前电压作用下系统的瞬态分析，期间和接地故障和平衡三单相故障单相后。静态负载的比拟研究，然后在配电系统的感应电动机的夹杂物也做了研究电压恢复后，故障已被去除。配电系统是运用进展建模的，仿真结果得到了每个负载特性和组合负载的系统描述。二配电系统和负荷建模配电网的单线图如附录中的图1所示，是用来分析对电压稳定的静态负载的影响研究。所示的测试系统是实际的辐射型系统位于亚利桑那州。该系统的标称电压为24.9kV。它的特点是：a)很长的和轻负载b〕两个在线调节器必须保持良好的电压分布c〕馈线上的变压器电压降低为4.16kVd)并联电容器e)不平衡负荷与“点〞和“分布式〞载荷。分布式负载被连接的直线段的中心负载是由不同的负载特性组成的，即恒功率，恒定电流和恒定阻抗负载。A静态负荷模型负载被建模为有功功率连接在线路的母线和中性点。静态负载或负载电压的关系已由指数模型描述如下：其中P和Q是有功功率和在考虑母线分别负载功时的电压的大小是V的下标0表示初始的操作条件。该指数“A〞和“B〞可以是0，1，或2，分别代表恒功率，恒定电流或恒定的阻抗特性。另一种模式为代表的负载电压的关系称为“多项式模型〞或“ZIP模型〞，如下列图所示。系数cp和ap、aq、cq是DIgSILENT中负荷模型每种负荷的系数，它们之和等于1。因此，一个小的修改了该模型得到上述指数模型。其中的系数的值是这样设定的，等于其余系数设置为零，通过指定相应的指数〔QUOTE、QUOTE、QUOTE和QUOTE、QUOTE、QUOTE〕与0,1或2固有的负载行为可以模拟。三案例研究母线选择用于分析的母线为母线816，832和842。母母线816位于附近的电压调节器，而母线832和842位于负荷集中区。为了分析，电压调节器被从系统中删除，从不同负荷特性的影响，可以看到和容易地分析。配电系统分析了四种不同的情况。案例1是正常工作条件下即在不增加负载的有功功率和功。案例2是一个增量1.25的因数负载有功功率和功增量〔125%〕。案例3有负载的有功功率和有功功率的增加由一个因数1.50〔150%〕。在每一种情况下，系统的负荷特性分析与每个单独即模型的所有负载恒定功率，恒定电流和恒定阻抗也随着这些负荷特性模型组合载荷〔根本情况〕。案例4个代表与组合负载和恒功率负载系统的瞬态分析。A正常运行状态每个负载特性的影响并结合电压在正常工作条件下的负载的有功和无功的增量如2到图4所示。图1A相母线电压图2B相母线电压图3C相母线电压据观察，在三母线，母线832和842比816低电压母线。这是由于这样的事实，这两个节点位于负荷集中区。在这些负载的电压降，更可以观察到当负载被建模为恒定的功率而较小的电压降可以观察到建模为在所有这三个阶段和公共母线恒阻抗。这是因为恒功率负载电压即保持从系统恒功率尽管电压不变。作为一个结果，降低电压，电流增大，这就要求绘制功，然而，转移或功率流动会因为高有功功率和无功功率损耗。这增加了电压降恒阻抗负荷，由于降低的电压，这电压的平方成正比，负载的功率降低。这会导致电流下降，导致功需求也下降了一样。因此，电压降也发现有较小的。恒流负载，另一方面，也使负载功率，由于减少在电压下降。然而，作为它的力量是直接成比例的电压，使电流保持恒定，使功需求也是恒定的，所产生的电压降是恒定的。除此之外，类似的B相电压时获得的负载被建模为恒定电流或组合。然而，有一个小的差异相电压可以在图2和4的电压要稍低时建模为恒定电流比相结合的事。组合载荷是由负荷特性的三种不同的类型，和恒定电流负载，也被称为一个混合的恒功率和恒阻抗负荷导致类似的电压分布可以从结果看出。在模拟过程中配电变压器的负荷也被观察到。变压器的负载是一样的即51%当负载被建模为恒定电流或组合。这是因为只有一个负载连接到配电变压器和一个类似的负载也连接在基地的情况下，导致一样载荷百分比。另一方面，负载减小到44%时，负载被建模为恒定阻抗。然而，荷载增大到65%时，为恒功率。这证明了功的恒功率负荷功率较大且随电压降低相比其他负荷特性并结合量。它也证明，恒电流负荷的行为是一种恒功率和恒阻抗负荷的混合物可以看出从负荷的配电变压器，它被发现在恒功率和恒阻抗负荷之间的。B负荷有功功率和无功功率增加25%当负载的有功功率和有功功率的增加由一个因子1.25〔125%〕，似乎是更大的电压降。电压曲线的模式是相似的案例1中的电压变成最低时的负荷建模为恒功率和最高时的建模为恒定阻抗。电压发现一样，当负载被建模为恒定电流或组合除相在恒定电流的结果略低电压在图5中可以看到，7。模拟结果还说明，增加负载的有功功率和功增加配电变压器负载。配电变压器的负载增量是一样的即13%当负载被建模为恒定电流或组合和8%时为恒阻抗。另一方面，一个重载的配电变压器时观察到的建模为恒功率即101%。这说明，与恒定电流负载和组合负载，功需求略有增加，即使是小恒阻抗负荷时。然而，与恒功率负载，功需求显著增加。这会导致电压下降到比以前更为增加的情况下。图4A相母线电压图5B相母线电压图6C相母线电压在这种情况下提出的研究清楚地说明，在系统中最关键的负载是当它被建模为恒定功率。众所周知，从分析，这导致电压崩溃负载时，负载需求的增长最高的倾向C有功功率和无功功率增加50%进一步增加负载的有功功率和功引起严重的电压降和高电流图和功率需求。配电系统不能满足功需求会导致电压不稳定或电压崩溃发生在这种情况下，潮流不收敛时的系统负荷建模为恒功率。功率流的收敛性不能显示进一步增加负载的有功功率和功引起严重的电压降和高电流图和功率需求。配电系统不能满足功需求会导致电压不稳定或电压崩溃发生在这种情况下，潮流不收敛时的系统负荷建模为恒功率。功率流的收敛性不能显示系统不稳定，这意味着发生电压崩溃。然而，功率流收敛后母线832被从系统中删除一些负载。这证实了负载引起的电压不稳定或电压崩溃。其他的负荷特性和组合负载略高的电压降和电压分布的格局，其中，像往常一样，保持在以前的案例。D暂态分析A相接地故障和三相故障分析这种不平衡的系统。当发生不平衡故障时，不平衡系统变得非常不平衡。这样的结果对各相电压差异大。因此，这两个问题是通过观察预故障分析，故障和故障后的电压中。故障造成沿母线的852线到40欧姆832母线和故障电阻被选为这是一个标准的价值由许多电力合作社[13]。分析的目的，母线832被选择和时域仿真应用，可以捕捉到故障前，故障和故障后的电压中。两个不同的病例进展了分析，即模型的负荷组合，也为恒功率。单相故障时各图在图8和9所示。故障前相电压略高于C相电压时，负载被建模为恒定的功率而在基地的情况下，它被发现是相反的。在t=1秒发生单相故障时，发现B相电压急剧升高即超过1.05浦而C相电压只有轻微增加在极限电压。相电压，另一方面，不降为零，但到一个较低的值即0.35浦由于故障电阻引起的相电压存在和地面。另一方面，A相，B相和c相电压被发现比在基地的情况下，当负载被建模为恒定功率。三阶段中出现的故障，如图10和11所示，B相电压略高于C相电压相电压。这些相电压被发现是小于0.435铺。唯一的区别，当负载为恒功率，是在每一个阶段相比，基准电压略低。B相电压在这些故障是高于C相电压的原因是由于负载不均衡和换位线。此外，从两个并联的位于844和848母线在B相略高于C阶段。三阶段后，故障是在T=1.16秒去除电容器注入的有功功率，如图12所示，一个光滑的电压波形可以在保存返回到一样的故障前电压的周期观察。这是因为静载荷的固定系数特性。验证结果，180KW/4.16kV三角洲连接的感应电动机在888路车在基地的情况下增加。采用平衡三相故障。据观察，在图13中，电压波形趋于才到达稳态条件下具有一定的扭曲。这是由于电机的动力学。因此，它是足够静态载荷的研究暂态分析的稳态电压稳定性的影响。然而，如果动态载荷包括在系统中，时域仿真的要求。图7组合负荷的电压时间曲线图8恒功率负荷的电压时间曲线图9组合负荷的电压时间曲线图10恒功率负荷的电压时间曲线图11组合负荷的电压时间曲线图12感应电动机的电压时间曲线四结论本文研究了不同类型的负载特性，即恒功率、恒电流、恒阻抗单独的影响和组合模型对一个不平衡的配电系统电压稳定性的影响。结果发现，恒功率负载要求更多的功随着负载的有功功率和功率增加25%。恒定电流负载和组合负载，另一方面，功需求的增加，但只有轻微和需求也较小当恒阻抗负荷。然而，与恒功率负载，电压崩溃发生时，负载的有功功率和功率增加50%。恒定电流负载和组合负载，另一方面，被认为是下一阶段中造成电压不稳定或电压崩溃后的恒阻抗负荷。当发生单相接地故障即相就行从母线852到母线832，B相电压和相电压的增加而在B相电压增量是更明显的比C相电压。然而，当