一种用于电网不对称潮流计算的变压器三相建模方法_3

文档序号:8905375阅读:来源:国知局
r>[0081] 图3为Ydl型变压器的电路模型。
[0082] 图4为YNyO型变压器的电路模型。
[0083] 图5为YNynO型变压器的电路模型。
[0084] 图6为YNdl型变压器的电路模型。
[0085] 图7为Dy11型变压器的电路模型。
[0086] 图8为Dyn11型变压器的电路模型。
[0087] 图9为D加型变压器的电路模型。
[008引附图1-9的电路模型中,A、B、C、N分别表示一次侧的S相及中性相;a、b、C、n分 别表示二次侧的S相及中性相;k为一次侧与二次侧绕组的应数比;Zt、Zt。。分别为变压器归 算至一次侧的=相漏磁阻抗及零序励磁阻抗;Zt、Ztm。分别为变压器归算至二次侧=相漏磁 阻抗及零序励磁阻抗;UAT、UBT、UeT分别为理想变压器一次侧S相绕组(Y型)电压;U^T、UccT、 UcAT分别为理想变压器一次侧S相绕组值型)电压;Uat、Ubt、分别为理想变压器二次侧 S相绕组(Y型)电压;Ugbt、Ub。,、分别为理想变压器二次侧S相绕组值型)电压;IA、 Ic、I。、Iw分别为变压器一次侧各端子的注入电流;I。、Ib、I。、I。分别为变压器二次侧各端子 的注入电流;Iab、leC、IcA分别为变压器一次侧D型绕组的相电流;Iab、Ib。、I。。分别为变压器 二次侧D型绕组的相电流;Ua、Ub、Uc、叫为一次侧各端子电压,一次侧无接地时电压的零参 考点为一次侧所连网络的中性点,一次侧有接地时电压的零参考点为理想大地;Ug、Ub、U。、 U。为二次侧各端子电压,二次侧无接地时电压的零参考点为二次侧绕组的中性点值型则为 等效Y型的虚拟中性点),二次侧有接地时电压的零参考点为理想大地。
【具体实施方式】
[0089] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0090] 具体实施步骤:
[0091] (1)如附图 1-图 9,依次建立Yy、巧n、Yd、YNy、YNyn、YNd、Dy、Dyn、Dd的S相变 压器电路模型,每种联接组别选取一种时钟方向为基准,分别为;〇、〇、1、〇、〇、1、11、11、〇,即 Yy0、YynO、Yd1、YNy0、YNynO、YNd1、Dy11、Dyn11、D加,同一联接组别下不同点钟方向的电路 模型只需将一次侧与二次侧的S相绕组的对应关系轮换调整即可,而在本发明的步骤(4) 中将采用相对点钟变换矩阵对其数学模型进行统一描述。
[009引 似根据附图1-图9所示的电路模型,列写式(1)所示的广义二端口I=YU方 程,根据一、二次侧是否有中性线(N或n)引出,将式(1)中的相应一、二次侧的N或n在矩 阵中对应的行和列删除。
[009引 做根据附图1-图9的电路模型和建立的I=YU方程,依次对变压器一、二次侧 端口电压置零并分别依次求出一、二次端口的电流,将相应的电流比上端口电压即可得到 ¥^、¥^、¥1。、¥",求取电流的过程在本发明的技术方案的步骤做中^巧110变压器为例做了 详细介绍,其他组别的求取过程类似。
[0094] (4)步骤做得到9种联接组别下的各一种时钟方向变压器的数学模型,W相应 的模型为基准,根据本发明的步骤(4)相对点钟变换矩阵统一法可统一描述同一联接组别 的6种时钟方向,即涵盖54种变压器,变换矩阵的选取按基准模型为基准零点得到其他点 钟方向的相对点钟值,根据相对点钟值按表1第2、3行选取。
[0095] (5)根据W上步骤将得到54种变压器的数学模型,但含D型绕组变压器存在数学 模型的Y参数矩阵奇异的问题。根据本发明技术方案的步骤巧)的方法,根据D型绕组侧 是否不含零序分量(电压或电流)的性质选择是否含附加矩阵项的相线变换矩阵(A自U或 )对Y参数矩阵修正(替换Au,l_p或Ai,L_p)。
[0096] 根据如上步骤得到了 9种联接组别=相变压器的数学模型的Y参数矩阵各分块 元素如式(32)-(40)所示,式中各符号的含义与式(1)-(31)相同符号一致。其中,Au,t_p和 Au_t统一了同一联接组别下的6种不同点钟方向的变压器,总共涵盖54种变压器联接方 式。其中,含附加矩阵项的相线变换矩阵或乂:^"解决了含D型绕组=相变压器Y参数 矩阵奇异的问题。
[0097] 1)巧型联接
[0098] 一次侧W所连系统的中性点为零电位参考点,二次侧W绕组的中性点为零电位参 考点。
[0099]
(32)
[0100] 2)Yyn型联接
[0101] 一次侧W所连系统的中性点为零电位参考点,二次侧W理想大地为零电位参考 点。
[0102]
[010引3)Yd型联接
[0104]一次侧W所连系统的中性点为零电位参考点,二次侧W绕组的中性点值型则为 等效Y型的虚拟中性点)为零电位参考点。
[010 引 (34)
[0106] 4)YNy型联接
[0107] 一次侧W理想大地为零电位参考点,二次侧W绕组的中性点为零电位参考点。为 便于处理YN侧的零序励磁阻抗,ZTm。为一次侧零序励磁阻抗,漏阻抗Zt折算到一次侧ZT= k2Zt,Zt为ZT构成的矩阵形式,与Zt类似。
[010引
(3巧
[0109] 5)YNyn型联接
[0110] 一次侧、二次侧都W理想大地为零电位参考点。
[0111]
(36)
[0112] 6)YNd型联接
[0113] 一次侧W理想大地为零电位参考点,二次侧W绕组的中性点(d等效y的虚拟中性 点)为零电位参考点。
[0114]
(37)
[01巧]7)Dy型联接
[0116] 一次侧W所连系统的中性点为零电位参考点,二次侧W绕组的中性点为零电位参 考点。
[0117]
(38)
[0118] 8)Dyn型联接
[0119] 一次侧W所连系统的中性点为零电位参考点,二次侧W理想大地为零电位参考 点。
[0120]
(39)
[0121] 9)Dd型联接
[0122] 一次侧W所连系统的中性点为零电位参考点,二次侧W绕组的中性点(d等效y的 虚拟中性点)为零电位参考点
[0123]
(40)
[0124] 为验证本发明建模方法的准确性,采用IE邸4节点的含变压器的S相配电测试 系统进行潮流计算。验证中潮流方程的求解采用了基于注入电流的牛顿法,但本发明的建 模方法并不局限于潮流计算的算法,本发明的建模方法可适用于任何需要电网稳态数学模 型的计算及任何计算算法。如表2所示,分别与IE邸提供的标准结果W及学术文献中的序 分量建模法进行潮流计算的结果进行对比,测试了 9种不同联接组别的变压器,表中给出 了同一种联接组别下一种点钟方向的测试结果,其他点钟方向因IEEE和现有文献都未给 出结果故不进行比较。如表2所示,对比除节点1 (无穷大系统母线)外的节点2、3、4的电 压幅值和相角,结果显示本发明与IEEE标准结果和采用序分量建模法的模型进行潮流计 算的结果高度吻合表示IEEE未提供相应的结果),四舍五入保留1位小数后与IEEE 标准结果几乎一致,验证了本发明建模方法的正确性。
[0125] 表2本发明建模方法在不对称潮流计算中的准确性验证和对比
[0126]
[0127]
[012 引
【主权项】
1. 一种用于电网不对称潮流计算的变压器三相建模方法,其特征是按如下步骤: (1) 建立三相变压器的电路模型,由理想变压器与阻抗串联构成; (2) 根据所建电路模型一、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,其中Y为待确定的参数矩阵; (3) 根据所建的数学模型,通过一、二次侧端口电压依次置零并分别求取一、二次侧端 口电流的方法计算Y参数矩阵的分块元素:YFF、Y FT、YTF、Υττ;求取一、二次侧端口电流过程中 涉及到D型绕组时,将线路的相电压变换为线电压,即D绕组的相电压,变换矩阵为Α υΛ_Ρ, 式(1)所示;将D绕组的
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