一种用于电网不对称潮流计算的变压器三相建模方法_2

文档序号:8905375阅读:来源:国知局
次侧abc3个端子的注入电流(不包括端子n)。
[0020] 1)当U邮c= 0 ( -次侧端口电压置零):
[002引 AwDZe"=E3-Az"。 (10)式中,Ifbfe?为二次侦赃入电流排除零序分量构成的列向 量,I志m为二次侧注入电流向量的零序分量(中性线电流)构成的列向量,lab。同式(4); Zt、k、Ztm。同附图2,Zt为Zt构成的对角矩阵;Azet。为提取零序分量的矩阵,1 3为3阶全1矩 阵;Aw"z。,。为排除零序分量的矩阵,E3为3阶单位矩阵。
[0027]由式(7)、做得到式(4)中的YpLab及YTT,abc:
[00础式中,Uabe-t为理想变压器二次侧立相电压Uat、Ubt、Uet构成的列向量,其他符号含 义同式(4)、巧)-做。
[003引由式(12)、(13)得到式(4)中的YpF.abc及YTF.abc;
[0034]
(14)
[003引扣由式(4)模型得到式(1)形式的模型:
[003引U址c-n - A。, abc-nU址cn (巧)
[0037]式中,
Uaben同式(1),Uabe-n同式(4)
[0038] labcn二A Labc-lJabc (16)
[0039] 式中,Ai,ak_n=A;*enlaben同式(l),Iabe同式(4)。
[0040]
(17)
[0041] 所述方法存在的问题及解决办法。上述方法可适用于54种任意连接方式的=相 变压器的建模,但还存在两个问题,其一是同一联接组别的不同点钟方向需要分别建模;其 二是中性点不接地系统中含D型绕组变压器的数学模型存在Y参数矩阵奇异的问题;两个 问题将在步骤(4)、巧)中分别解决。
[0042] (4)采用相对点钟变换矩阵进行统一,每一联接组别建模一种时钟方向,其他五种 时钟方向W已建时钟方向为基准零点得到相应的相对点钟分别为4、8、6、2、10,根据相对点 钟选取相应的变换矩阵Au,t_p和Ai,p_t进行变换;式(18)-(23)所示为不同相对点钟对应的 变换矩阵\t_p,式(24)所示Au_t为Au_P的逆矩阵,式(18)和式(21)中Es为3阶单位矩 阵;
[004引基准零点;Au,t_f=E3 (18)
[0050] 所述相对点钟变换矩阵统一方法的具体内容和原理如下。变压器的点钟方向是二 次侧相对一次测的点钟,一旦连接方式确定,该点钟方向是确定的,本发明将其称为绝对点 钟。本发明的相对点钟指的是同一联接组别下不同绝对点钟之间的相对值,同一联接组别 下指定6种点钟方向的任一种为基准0点,其他点钟方向相对该基准0点的点钟值即为相 对点钟,按上述定义的相对点钟只有在同一联接组别的不同绝对点钟的变压器之间才有意 义,WYyn为例表1给出了 0绝对点钟为基准0点的不同点钟方向的相对点钟值。推广到 任意联接组别的变压器都有且只有6种不同点钟方向,而选择同一联接组别下任意一种点 钟方向为基准0点,其它点钟方向的相对点钟值都是如表1中所示的4、8、6、2、10之一,因 此表1中的变换矩阵同样适用于巧nW外的任意联接组别。同一联接组别的变压器,选择 任意一种点钟方向为基准推导出式(4)形式中各分块元素,其他5种点钟方向的式(4)形 式各分块元素可通过式(25)的变换得到,根据式(4)形式各分块元素代回式(17)得到完 整的Y参数矩阵各分块元素的计算式,表1中给出了各相对点钟下矩阵的取值,Au_T 为的逆阵。需要说明的是,含D型绕组的变压器模型将设及电压、电流的相线变换,因 此须在相线变换之前采用式(25)变换。
[0051] 表1Yyn变压器不同点钟的变换矩阵
[0052]
[0054] 式中,YFF,abc,Base、YpLabc, Base、YTF,abc, Base、YlXabc, Base分别为基准变压器式(4)形式中的 YfF, abc、Yft, abc、Ytf, abc、Ytt, abc。
[0055] (5)根据D型绕组侧是否不含零序分量电压或电流,选择是否含附加矩阵项的相 线变换矩阵乂或Atw,对Y参数矩阵修正,替换或Au_p; 分别如式 (26)-(27),其中A为任意非零实数,l3为3阶全1矩阵;
[005引所述含附加矩阵项的相线变换矩阵的具体内容和原理如下。在不含零序电压或零 序电流时对相线变换矩阵增加附加矩阵项的方法,将奇异矩阵转变为非奇异矩阵,由于零 序分量为零的特性使得所增加的附加矩阵并不影响相线变换结果,解决了因Y参数矩阵奇 异导致在潮流计算中需要引入相线混合方程等特殊处理的问题,在建模阶段将该问题处理 完毕,潮流计算中无需再对该问题作任何处理。式(28)-(29)、(30)-(31)分别为D型绕组 侧将系统相电压变换为线电压值型绕组的相电压)、将D绕组的相电流变换为线电流(线 路的相电流)的矩阵形式,其中Au,h、Ai,h为一般情况(含零序量)下的电压、电流相线变 换矩阵;A?u,u>、为不含零序量的电压、电流相线变换矩阵。在含D型绕组的不同 联接组别的变压器建模过程中,相线变换矩阵根据是否不含零序分量的性质选择是否含附 加矩阵项的相线变换矩阵。W下为附加矩阵项的数学推导过程。
[0059] -般情况;
[0060]扣abUbcUJT=AU, L-P化UbU。]T(28)
[00川式中, ,11。、116、11为;相(3130表不;化不区别一、二次侧, 下同)相电压,Uab、Ub。、U。a为ミ相线电压。
[006引当Ua+Ub+U。= 0 (不含零序电压);
[0063]
[0064]式中,Ms为附加矩阵项,A可取任意非零实数,13为3阶全1矩阵,令 A置L-P=Au,L_p+Al3。
[0065] -般情况:
[0066] [laIb。了二Ail寸[1油IbcIJT(30)式中,Ai,l_p=A立L-P,1油、16。、1。3为;相相 电流,1。、16、1。为^相线电流。
[0067] 当Iab+Ibe+Iea= 0 (不含零序电流):
[0068]
[006引式中,入I3为附加矩阵项,符号含义同式(29),令+义1;。
[0070] 做按步骤(1)~妨分别对9种联接组别的S相变压器进行建模,可得到9组Y 参数矩阵的各分块元素计算式,每组包含了对应组别下的6种不同点钟方向,涵盖54种= 相变压器,将在具体实施例中给出。
[0071] 本发明的有益效果是:
[0072] 1、直接采用相分量对=相变压器进行建模,相比序分量建模法无需在相分量-序 分量之间来回变换,且建模过程物理概念清晰。
[0073] 2、所建的理想变压器与阻抗(漏磁、零序励磁)串联的电路模型非常直观,能够简 单地反映变压器的变压过程、漏磁阻抗对=相电流的影响、零序励磁阻抗对中性线电流的 影响。
[0074] 3、电路模型一、二次侧电流各自形成回路而不相互流通的特性建立广义二端口网 络的I=YU方程的数学模型,该模型中的Y参数矩阵与节点导纳矩阵物理意义一致,可直 接用于所连网络的节点导纳矩阵的形成。
[00巧]4、Y参数矩阵各分块元素的计算通过一、二次端口电压依次置零求取一、二次端口 电流的方式得到,而Y参数矩阵各分块元素的确定即完成了变压器=相的建模。
[0076] 5、相对点钟变换矩阵能够使得相同联接组别而不同点钟方向的变压器无须重复 建模,仅需要按相对点钟对应的变换矩阵在基准的模型基础上作简单的矩阵乘法计算即 可,统一了同一联接组别下6种不同点钟方向的变压器模型。
[0077] 6、相线变换矩阵增加附加矩阵项的方法解决了含D型绕组=相变压器Y参数矩阵 奇异的问题,相比W往在潮流计算中采用相-线混合量的方法,本发明的方法大为简化,在 建模阶段采用简洁、直观的方法处理了该问题,潮流计算中不需要再做任何特殊处理。
[0078] 本发明适用于电网的不对称潮流计算。
【附图说明】
[0079] 图1为YyO型变压器的电路模型。
[0080] 图2为巧nO型变压器的电路模型。
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