一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法包括，忽略变压器励磁支路，根据三绕组变压器高中低压侧的电压、电流关系使用受控电压源和受控电流源实现换流变压器的升降压；确定换流变压器的调压范围以及分接头数，根据所述的调压范围与分接头数确定变压器的变比范围；对中、低压侧受控电压信号加一个步长的延时，分别在中、低压侧对经过增益和延时后的电压进行补偿。本方法解决了换流变压器因开关数量多给仿真机带来的实时化处理困难和数值的精度性等技术问题。化处理困难和数值的精度性等技术问题。化处理困难和数值的精度性等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法


[0001]本专利技术涉及直流输电中的换流站
，尤其涉及一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法。

技术介绍

[0002]随着电能需求的不断增大，鉴于能源点与负荷地分布不均衡的问题，直流输电应势成为当下电力发展的焦点。直流输电工程投建之前需要对一次系统和二次系统进行建模实时仿真测试验证，以保证工程的安全建设稳定运行。换流变压器作为直流输电中连接交流系统与直流系统的至关重要的设备之一，由于其分接头数量多而一度成为实时仿真的难题，因此研究适用于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真的建模方法很有必要。换流变压器通常带有数量较多的分接头，在换流变压器实时仿真建模中，切换分接头开关器件时会导致系统的拓扑结构发生改变，仿真解算器需要实时更新计算系统的节点导纳矩阵，随之给硬件带来计算量大和储存量大的挑战。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术提供了一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法，能够解决换流变压器的开关数量多给仿真机带来的实时化处理困难的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法，包括：
[0007]忽略变压器励磁支路，根据三绕组变压器高中低压侧的电压、电流关系使用受控电压源和受控电流源实现换流变压器的升降压；
[0008]确定换流变压器的调压范围以及分接头数，根据所述的调压范围与分接头数确定变压器的变比范围；
[0009]对中、低压侧受控电压信号加一个步长的延时，分别在中、低压侧对经过增益和延时后的电压进行补偿。
[0010]作为本专利技术所述的基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的一种优选方案，其中：所述三绕组变压器高中低压侧的电压、电流关系表达式为：
[0011][0012]其中，u1(t)为高压侧电压瞬时值，u2(t)为中压侧电压瞬时值，u3(t)为低压侧电压
瞬时值，i1(t)为高压侧电流瞬时值，i2(t)为中压侧电流瞬时值，i3(t)为低压侧电流瞬时值，k
12
为中压侧对高压侧的变比，k
13
为低压侧对高压侧的变比。
[0013]作为本专利技术所述的基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的一种优选方案，其中：所述实现换流变压器的升降压包括，使用受控电压源和受控电流源分别经过增益作用实现换流变压器的升降压功能；
[0014]所述增益表示变压器的变比。
[0015]作为本专利技术所述的基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的一种优选方案，其中：所述受控电压源和受控电流源包括，高压侧使用受控电流源，中、低压侧使用受控电压源。
[0016]作为本专利技术所述的基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的一种优选方案，其中：所述实现换流变压器的升降压功能包括，获取高压侧的电压作为中、低压侧受控电压源的受控信号，获取中、低压侧的电流作为高压侧受控电流源的受控信号。
[0017]作为本专利技术所述的基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的一种优选方案，其中：所述调压范围与分接头数包括，换流变压器的分接头每上调或下调一次，变压器变比发生改变，所述增益作用中的增益值也随之改变。
[0018]作为本专利技术所述的基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的一种优选方案，其中：所述变比范围包括，确定换流变压器的调压范围以及分接头数，根据所述的调压范围与分接头数确定变压器的变比范围，并把所述变比范围作为所述增益作用中的增益k
12
、k
13
。
[0019]作为本专利技术所述的基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的一种优选方案，其中：所述增益k
12
、k
13
，分别是中、低压侧电压相对于高压侧电压的变比，获取的电压、电流信号均为相值。
[0020]作为本专利技术所述的基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的一种优选方案，其中：所述增益k
12
、k
13
的表达式为：
[0021][0022][0023]其中，为高压侧相电压有效值，为中压侧相电压有效值，为低压侧相电压有效值，U
rang
为调压范围，m
tap
为分接头数量，k为分接头调节数量。
[0024]作为本专利技术所述的基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的一种优选方案，其中：所述增益包括，根据k
12
、k
13
的表达式分别确定出换流变压器中、低压侧相对于高压侧的变比范围，并将所述变比作为增益；
[0025]所述补偿包括，获取中、低压侧延时后的电压幅值、相角，使用一个步长延时产生的相角差进行补偿。
[0026]本专利技术的有益效果：本专利技术所述的多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法，通过获取高压侧的电压传输给中、低压侧受控电压源，获取中、低压侧的电流传输给高压侧的受控电流源，分别对受控电压源和受控电流源施加增益，实现变压功能，并有效将变压器的每一个分接头转化为相应的变比，把该变比作为增益作用于受控电压源与受控电流源，实现调压功能。该方法解决了换流变压器因开关数量多给仿真机带来的实时化处理困难和数值的精度性等技术问题。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0028]图1为本专利技术一个实施例提供的一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的带分接头的换流变压器详细结构图；
[0029]图2为本专利技术一个实施例提供的一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法的多分接头换流变压器等值电路图；
[0030]图3为本专利技术一个实施例提供的一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法应用于直流输电模型与换流变压器应用于直流输电模型的α对比图；
[0031]图4为本专利技术一个实施例提供的一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法应用于直流输电模型与换流变压器应用于直流输电模型的γ对比图；
[0032]图5为本专利技术一个实施例提供的一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法应用于直流输电模型与换流变压器应用于直流输电模型的直流电压U
dr
对比图；
[0033]图6为本专利技术一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法，其特征在于：包括，忽略变压器励磁支路，根据三绕组变压器高中低压侧的电压、电流关系使用受控电压源和受控电流源实现换流变压器的升降压；确定换流变压器的调压范围以及分接头数，根据所述的调压范围与分接头数确定变压器的变比范围；对中、低压侧受控电压信号加一个步长的延时，分别在中、低压侧对经过增益和延时后的电压进行补偿。2.如权利要求1所述的一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法，其特征在于，所述三绕组变压器高中低压侧的电压、电流关系表达式为：其中，u1(t)为高压侧电压瞬时值，u2(t)为中压侧电压瞬时值，u3(t)为低压侧电压瞬时值，i1(t)为高压侧电流瞬时值，i2(t)为中压侧电流瞬时值，i3(t)为低压侧电流瞬时值，k
12
为中压侧对高压侧的变比，k
13
为低压侧对高压侧的变比。3.如权利要求2所述的一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法，其特征在于：所述实现换流变压器的升降压包括，使用受控电压源和受控电流源分别经过增益作用实现换流变压器的升降压功能；所述增益表示变压器的变比。4.如权利要求3所述的一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法，其特征在于：所述受控电压源和受控电流源包括，高压侧使用受控电流源，中、低压侧使用受控电压源。5.如权利要求4所述的一种基于多分接头换流变压器的电磁暂态实时仿真方法，其特征在于：所述实现换流变压器的升降压功能包括，获取高压侧的电压作为中、低压侧受控电压源的受控信号，获取中、低压侧的电流作为高压侧受控电流源的受控信号。6.如权利要求1～5任一所述的一种基于多分接头换流变...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙家焕，李庆生，李震，张彦，陈巨龙，张裕，刘金森，张兆丰，杨婕睿，王林波，朱永清，范俊秋，王卓月，罗重科，高华，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：