在微電網下的電機啟動功率需求分析

趙化峰　郭權利

摘 要：本文通過構建數學模型，編寫了MATLAB仿真程序，對電機起動功率的需求進行了詳細分析。使的在黑啟動過程中對微電網電壓、頻率的穩(wěn)定影響降到最低，從而保證了啟動成功率。

關鍵詞：微電網；電機；啟動功率

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

1 研究背景

微網黑啟動能力可以保證關鍵負載電源和微電網的穩(wěn)定運行，同時在一定條件下也可以提供大電網恢復供電，還要實現系統(tǒng)的點到面的恢復，系統(tǒng)的恢復時間減少了停電造成的損失。黑啟動階段的待恢復機組不具備自啟動的能力， 可以通過為其恢復路徑選擇所需的恢復功率來重新啟動系統(tǒng)。要恢復單元啟動恢復操作的過程是傳輸線和變壓器重新調試和輔助電機啟動等，任何一個操作都會影響整個單元啟動過程的故障。 為了恢復電機組在黑啟動階段成功恢復和空載線路的可能性，變壓器空載輸入和輔助啟動等恢復操作密切相關。但是對于發(fā)電機啟動功率需求的研究較少，只有在滿足電機啟動功率的前提下才能提高黑啟動成功率，保證快速恢復電力系統(tǒng)。為提高黑啟動成功率，以及在微電網下更快恢復系統(tǒng)能力因此，對異步電機的啟動方式進行分析研究顯得非常重要。

2 數學模型

3 仿真驗證

電機起動電流非常大，也影響電網。 電機空載起動電流高達額定電流的4-7倍，負載高達8?10倍，這將導致電網電流瞬間增加，導致電壓下降，其他設備的沖擊 電源變壓器的功率也產生較大的沖擊，也可能導致低壓保護動作，威脅相關設備的安全運行，電機本身和繼電保護系統(tǒng)增加難度，降低靈敏度的保護。

為電機靜特性曲線在最大轉矩下，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，則相應的電壓是感應電機的臨界電壓。 感應電動機的有功功率此時基本上是恒定的，但在正常工作范圍內可表示為恒功率特性。然而，當電壓下降到臨界電壓時，感應電動機的不穩(wěn)定性是有效的。無功功率急劇上升。 此時，感應電動機滑差達到臨界值。不穩(wěn)定后，不要考慮暫停的動態(tài)過程。在故障之前，滑差從1變?yōu)?.功率隨著電壓降而降低，并顯示出恒定導納負載的特性。

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

4 結論

從仿真可以看出，在微電網中，電機啟動不僅要滿足電流需求更應該滿足功率需求，往往忽視的無功功率對電機的啟動仍然會造成相當大的影響，甚至會因致微電網容量有限，啟動失敗。所以啟動過程中根據電機容量進行準確計算，最終確定啟動順序以達到啟動的成功以及確保微電網安全。

參考文獻：

[1]趙建文，翟文利.三相異步電動機起動方式的分析與選擇[J].安陽鋼鐵公司，2006（03）

[2]嚴新英.三相異步電機的幾種降壓啟動方式探討[J].阿克蘇職業(yè)技術學院，2009（15）

[3]王成山，肖朝霞，王守相.微電網綜合控制與分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2008，32（07）：98-103.

[4]張元鵬，周雙喜，王利鋒等.靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析模型的理論基礎[J].中國電機工程學報，1999，19（10）：55-58

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。