在微電網(wǎng)下的電機(jī)啟動(dòng)功率需求分析

趙化峰　郭權(quán)利

摘 要：本文通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，編寫了MATLAB仿真程序，對電機(jī)起動(dòng)功率的需求進(jìn)行了詳細(xì)分析。使的在黑啟動(dòng)過程中對微電網(wǎng)電壓、頻率的穩(wěn)定影響降到最低，從而保證了啟動(dòng)成功率。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；電機(jī)；啟動(dòng)功率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.158

1 研究背景

微網(wǎng)黑啟動(dòng)能力可以保證關(guān)鍵負(fù)載電源和微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)在一定條件下也可以提供大電網(wǎng)恢復(fù)供電，還要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的點(diǎn)到面的恢復(fù)，系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間減少了停電造成的損失。黑啟動(dòng)階段的待恢復(fù)機(jī)組不具備自啟動(dòng)的能力， 可以通過為其恢復(fù)路徑選擇所需的恢復(fù)功率來重新啟動(dòng)系統(tǒng)。要恢復(fù)單元啟動(dòng)恢復(fù)操作的過程是傳輸線和變壓器重新調(diào)試和輔助電機(jī)啟動(dòng)等，任何一個(gè)操作都會(huì)影響整個(gè)單元啟動(dòng)過程的故障。 為了恢復(fù)電機(jī)組在黑啟動(dòng)階段成功恢復(fù)和空載線路的可能性，變壓器空載輸入和輔助啟動(dòng)等恢復(fù)操作密切相關(guān)。但是對于發(fā)電機(jī)啟動(dòng)功率需求的研究較少，只有在滿足電機(jī)啟動(dòng)功率的前提下才能提高黑啟動(dòng)成功率，保證快速恢復(fù)電力系統(tǒng)。為提高黑啟動(dòng)成功率，以及在微電網(wǎng)下更快恢復(fù)系統(tǒng)能力因此，對異步電機(jī)的啟動(dòng)方式進(jìn)行分析研究顯得非常重要。

2 數(shù)學(xué)模型

3 仿真驗(yàn)證

電機(jī)起動(dòng)電流非常大，也影響電網(wǎng)。 電機(jī)空載起動(dòng)電流高達(dá)額定電流的4-7倍，負(fù)載高達(dá)8?10倍，這將導(dǎo)致電網(wǎng)電流瞬間增加，導(dǎo)致電壓下降，其他設(shè)備的沖擊 電源變壓器的功率也產(chǎn)生較大的沖擊，也可能導(dǎo)致低壓保護(hù)動(dòng)作，威脅相關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行，電機(jī)本身和繼電保護(hù)系統(tǒng)增加難度，降低靈敏度的保護(hù)。

為電機(jī)靜特性曲線在最大轉(zhuǎn)矩下，有功功率下降無功功率升高在1.8倍左右。如果曲線發(fā)生變化，則相應(yīng)的電壓是感應(yīng)電機(jī)的臨界電壓。 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的有功功率此時(shí)基本上是恒定的，但在正常工作范圍內(nèi)可表示為恒功率特性。然而，當(dāng)電壓下降到臨界電壓時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的不穩(wěn)定性是有效的。無功功率急劇上升。 此時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)滑差達(dá)到臨界值。不穩(wěn)定后，不要考慮暫停的動(dòng)態(tài)過程。在故障之前，滑差從1變?yōu)?.功率隨著電壓降而降低，并顯示出恒定導(dǎo)納負(fù)載的特性。

為了使用全壓啟動(dòng)，這種啟動(dòng)方法簡單，成本低，啟動(dòng)快，是最簡單，最常用的方式之一。 電機(jī)直接啟動(dòng)電流約為正常工作的4.4倍，起動(dòng)功率約為1倍，理論上只要電機(jī)電源線和變壓器容量大于電機(jī)容量的4.4倍，即可直接啟動(dòng)。

4 結(jié)論

從仿真可以看出，在微電網(wǎng)中，電機(jī)啟動(dòng)不僅要滿足電流需求更應(yīng)該滿足功率需求，往往忽視的無功功率對電機(jī)的啟動(dòng)仍然會(huì)造成相當(dāng)大的影響，甚至?xí)蛑挛㈦娋W(wǎng)容量有限，啟動(dòng)失敗。所以啟動(dòng)過程中根據(jù)電機(jī)容量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，最終確定啟動(dòng)順序以達(dá)到啟動(dòng)的成功以及確保微電網(wǎng)安全。

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作者簡介：趙化峰（1990-），男，黑龍江訥河人，碩士研究生，研究方向：微電網(wǎng)。