车辆航海航空航天运载工具电力系统

这一节，我们首先考虑单相配电系统。如图13-1所示，不同负载依次与母线连接。图中源子系统的功能是维持母线电压和频率恒定。我们假设由子系统供电的一些负载是调制型电力电子变换器，这些负载可能是电压调节器也可能是电机驱动器，都具有恒功率负载特征。

图13-1 连接典型母线的传统恒定电压负载和恒功率电力电子负载

源子系统，负载＃1，负载＃2，…，负载＃N，这些负载需要恒定电压运行，其中的一部分是恒功率负载。

图13-2是连接典型母线的恒功率负载和恒电压负载的等效电路图，图中同时给出了源子系统的等效电路。系统的稳定性通过每根母线不稳定的缺失率来定义，我们将用图13-2的等效电路图来研究典型母线侧系统的稳定性。由于P和R分别是等效的恒功率和恒电压负载，所以它们可以随着编号和复杂功率的变化而变化。这意味着如果负载断开或切入，P和R都会相应变化。但是，P和R分别实时体现等效恒功率负载的功率和恒电压负载的等效电阻。

图13-2 图13-1所示系统的等效电路

为了确定图13-2所示等效电路稳定的充分和必要条件，必须模拟恒功率负载P。下一节将建立不同的交流恒功率负载模型。在此之前，先给出和平均功率相关的一些定义。

对于交流系统中的非正弦电压和电流，平均功率可以用傅里叶定理来表示。设v（t）和i（t）分别是跨接单元两端的电压和流经单元的电流，它们可以用级数展开成一个常数项和一系列频率为nω的高次项，其中n为整数，ω为角频率。

平均功率为：(www.xing528.com)

电压和电流的有效值可以通过傅里叶系数表示为

单元的功率因数定义为

假设负载电压是正弦的，那么流经电力电子负载的电流通常是非正弦的。因此功率因数可写为：

失真和位移系数定义为：

交流分布系统中的大部分电力电子负载的位移系数是1。下一节，我们将用这一特征搭建交流恒功率负载模型。