本实用新型涉及有载调压配电变压器技术领域，特别是涉及一种配电变压器调压变比控制系统以及配电变压器。
背景技术：
配电网低电压问题严重影响着设备的安全经济运行和用户的优质可靠供电，已成为配电网亟待解决的问题之一。在电网补偿容量充足的情况下，解决配电网低电压问题需要解决电压无功控制问题，配电变压器有载调压是有效的电压无功调节措施，因此可以通过安装有载调压配电变压器，提高配电网的电压无功调节能力，进而解决配电网的低电压问题。
现今，电力电子式有载调压配电变压器利用电力电子开关完全替代机械式触头开关，通过控制电力电子开关的通断实现配电变压器有载调压有着切换无电弧，动作速率快，寿命长的优点。配电变压器的调压变比可以用于控制电力电子开关的开断情况，但是传统技术中，配电变压器中的调压变比切换速度慢、准确性低，难以满足电力电子开关对控制信号的快速性以及准确性的要求，电力电子式有载调压配电变压器控制系统的结构复杂，设计难度大，现阶段还没有成熟的控制系统的设计方案，阻碍着电力电子式有载调压配电变压器的发展。
技术实现要素：
基于此，有必要针对配电变压器中的调压变比切换慢、准确性低导致难以用于控制电力电子开关的开断问题，提供一种配电变压器调压变比控制系统以及配电变压器。
一种配电变压器调压变比控制系统，包括：前馈控制器、加法电路以及补偿电路；
所述前馈控制器的输入端和所述补偿电路分别与有载调压配电变压器连接；所述前馈控制器的输出端与所述加法电路的第一输入端连接；所述补偿电路的输出端与所述加法电路的第二输入端连接；所述加法电路输出端与电力电子开关器的输入端连接。
上述配电变压器调压变比控制系统，通过补偿电路对前馈控制器输出的初始配电变压器调压变比进行补偿，获得实时的配电变压器调压变比，提高配电变压器调压变比的切换速度以及准确性，根据调压变比能够快速地、准确地控制电力电子开关，满足电力电子开关器对控制信号的快速性以及准确性要求，有效调节配电变压器输出电压，为电力电子式有载调压配电变压器的设计提供了基础。
在其中一个实施例中，所述前馈控制器的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端分别接入电压标准值、一次侧输入电压幅值、二次侧电流幅值、二次侧电流相位值；
所述前馈控制器的输出端输出初始配电变压器调压变比至所述加法电路；
所述补偿电路的第一输入端接收电压标准值，第二输入端接收二次侧电压值，输出端输出调压变比补偿值至所述加法电路；
所述加法电路输出端输出配电变压器调压变比至电力电子开关器。
在其中一个实施例中，配电变压器调压变比控制系统还包括模数转换器；
所述模数转换器的输入端与所述加法电路的输出端连接；所述模数转换器的输出端与所述电力电子开关器的输入端连接。
在其中一个实施例中，配电变压器调压变比控制系统还包括存储电路以及过零检测电路；
所述存储电路的第一输入端与所述加法电路的输出端连接，所述存储电路的输出端与所述模数转换器的输入端连接；
所述过零检测电路的输入端接收一次侧输入电压幅值，所述过零检测电路的输出端与所述存储电路的第二输入端连接，用于对变压器一次侧输入电压幅值进行过零检测。
在其中一个实施例中，所述补偿电路包括积分器、运算处理器以及减法电路；
所述减法电路的被减数输入端作为所述补偿电路的第一输入端，接收电压标准值；所述运算处理器的输入端作为所述补偿电路的第二输入端，接收二次侧电压值；
所述运算处理器的输出端与所述减法电路的减数输入端连接；所述减法电路的输出端与所述积分器的输入端连接；
所述积分器的输出端作为所述补偿电路的输出端，与所述加法电路的第二输入端连接，输出调压变比补偿值至所述加法电路。
在其中一个实施例中，所述补偿电路还包括调节器；
所述调节器的输入端与所述减法电路的输出端连接；所述调节器的输出端与所述积分器的输入端连接
一种配电变压器，包括有载调压配电变压器、电力电子开关器以及上述配电变压器调压变比控制系统；
所述有载调压配电变压器与所述配电变压器调压变比控制系统的输入端连接；所述配电变压器调压变比的控制系统的输出端与所述电力电子开关器的输入端连接；所述电力电子开关器的输出端与所述有载调压配电变压器连接。
上述配电变压器，通过配电变压器调压变比控制系统获得实时的配电变压器调压变比，利用该配电变压器调压变比快速地、准确地控制电力电子开关器，使得有载调压配电变压器有效调节配电变压器输出电压，为电力电子式有载调压配电变压器的设计提供了基础。
在其中一个实施例中，配电变压器还包括电压互感器；
所述有载调压配电变压器通过所述电压互感器与所述配电变压器调压变比控制系统的输入端连接。
在其中一个实施例中，配电变压器还包括电流互感器；
所述有载调压配电变压器还通过所述电流互感器与所述配电变压器调压变比控制系统的输入端连接。
在其中一个实施例中，配电变压器还包括配电变压器保护装置；
所述配电变压器保护装置的第一输入端与所述电压互感器的输出端连接；所述配电变压器保护装置的第二输入端与所述电流互感器的输出端连接；所述配电变压器保护装置的输出端与所述电力电子开关器的第二输入端连接。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例中的配电变压器调压变比控制系统的结构示意图；
图2为本实用新型另一个实施例中的配电变压器调压变比控制系统的结构示意图；
图3为本实用新型另一个实施例中的配电变压器调压变比控制系统的结构示意图；
图4为本实用新型一个实施例中的配电变压器的结构示意图；
图5为本实用新型一个实施例中的配电变压器的仿真实验结果图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型的保护范围。
参见图1，图1为本实用新型一个实施例中的配电变压器调压变比控制系统的结构示意图。本实施例中，配电变压器调压变比控制系统，包括：前馈控制器110、加法电路120以及补偿电路130；
前馈控制器110的输入端和补偿电路130分别与有载调压配电变压器200连接；前馈控制器110的输出端与加法电路120的第一输入端连接；补偿电路130的输出端与加法电路120的第二输入端连接；加法电路120输出端与电力电子开关器300的输入端连接。
前馈控制器110的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端分别接入电压标准值、一次侧输入电压幅值、二次侧电流幅值、二次侧电流相位值；前馈控制器110的输出端输出初始配电变压器调压变比至加法电路120；
补偿电路130的第一输入端接收电压标准值，第二输入端接收二次侧电压值，输出端输出调压变比补偿值至加法电路120；
加法电路120输出端输出配电变压器调压变比至电力电子开关器。
本实施例中，通过补偿电路130对前馈控制器110输出的初始配电变压器调压变比进行补偿，获得实时的配电变压器调压变比，提高配电变压器调压变比的切换速度以及准确性，满足电力电子开关器对控制信号的快速性以及准确性要求，根据该调压变比能够快速地、准确地控制电力电子开关器，从而有效调节配电变压器输出电压，为电力电子式有载调压配电变压器的设计提供了基础。
具体的，前馈控制器110接收电压标准值、一次侧输入电压幅值、二次侧电流幅值以及二次侧电流相位值，输出初始配电变压器调压变比。由于线路电阻变化和电压电流信号的测量误差，需要通过补偿电路130输出的调压变比补偿值对初始配电变压器调压变比进行补偿，获得实时配电变压器调压变比，输出至电力电子开关器，控制电力电子开关器切换抽头，从而实现对电力电子开关器的控制，有效调节配电变压器输出电压，实现了配电变压器的调压控制，解决了电力电子式有载调压配电变压器控制系统设计问题，为电力电子式有载调压配电变压器的设计提供了基础。
参见图2，图2为本实用新型另一个实施例中的配电变压器调压变比控制系统的结构示意图。本实施例中，配电变压器调压变比控制系统还包括模数转换器140；
模数转换器140的输入端与加法电路120的输出端连接；模数转换器140的输出端与电力电子开关器的输入端连接。
具体的，由于变压器抽头是非连续的，而配电变压器调压变比是连续的值，可以通过模数转换器140对获得的配电变压器调压变比进行数字转换，获得抽头变比，并将抽头变比输入至电力电子开关器，控制电力电子开关器抽头的切换，从而有效调节配电变压器输出电压。
进一步的，模数转换器140根据变比差值绝对值最小原则进行模数转换的，以保证调压后电压偏差低于调压前的电压偏差。
在其中一个实施例中，配电变压器调压变比控制系统还包括存储电路150以及过零检测电路160；
存储电路150的第一输入端与加法电路120的输出端连接，存储电路150的输出端与模数转换器140的输入端连接；
过零检测电路160的输入端接收一次侧输入电压幅值，过零检测电路160的输出端与存储电路150的第二输入端连接，用于对变压器一次侧输入电压幅值进行过零检测。
具体的，抽头切换过程会对电力电子开关造成冲击，在获得调压变比后，通过存储电路150存储调压变比，同时可以通过过零检测电路160对变压器一次侧电压进行过零检测，在一次侧电压过零点时，通过存储电路150获得调压变比，根据调压变比控制电力电子开关通断实现抽头切换，以减少抽头切换过程会对电力电子开关的冲击。
参见图3，图3为本实用新型另一个实施例中的配电变压器调压变比控制系统的结构示意图。
在其中一个实施例中，补偿电路130包括积分器131、运算处理器132以及减法电路133；
减法电路133的被减数输入端作为补偿电路130的第一输入端，接收电压标准值；运算处理器132的输入端作为补偿电路130的第二输入端，接收二次侧电压值；
运算处理器132的输出端与减法电路133的减数输入端连接；减法电路133的输出端与积分器131的输入端连接；
积分器131的输出端作为补偿电路130的输出端，与加法电路120的第二输入端连接，输出调压变比补偿值至加法电路120。
本实施例中，运算处理器132接收二次侧电压值，计算输出二次侧电压瞬时有效值，通过减法电路133得到电压标准值和二次侧电压瞬时有效值的电压偏差值，利用积分器131对偏差值进行积分获得调压变比补偿值。
具体的，由于线路电阻变化和电压电流信号测量误差，利用积分器131对误差值进行补偿，其中积分器131增益由系统仿真确定，采用积分器131的补偿电路130能够减少配电变压器调压变比控制系统的延时。
在其中一个实施例中，补偿电路130还包括调节器134；
调节器134的输入端与减法电路133的输出端连接；调节器134的输出端与积分器131的输入端连接。
本实施例中，为保证调压后电压偏差低于调压前的电压偏差，可以通过调节器134对电压标准值和二次侧电压瞬时有效值的电压偏差值进行调压判断。
具体的，电压偏差△V，当电压偏差值△V超出预设电压偏差阈值DB时，调节器134输出电压偏差值与预设电压偏差阈值的差值△V-DB至积分器131，对差值进行积分后，利用积分值作为调压变比补偿值补偿初始配电变压器调压变比；当电压偏差值△V在预设电压偏差阈值DB时，调节器134输出零值至积分器131，补偿电路130不对初始配电变压器调压变比进行补偿，有载调压配电变压器当前实际变比作为配电变压器调压变比，以保证电压偏差最小，即保证配电变压器的二次侧输出电压接近电压标准值。
参见图4，图4为本实用新型一个实施例中的配电变压器的结构示意图；本实施例中，配电变压器，包括有载调压配电变压器200、电力电子开关器300以及上述任一实施例所述的配电变压器调压变比控制系统100；
有载调压配电变压器200与配电变压器调压变比控制系统100的输入端连接；配电变压器调压变比的控制系统的输出端与电力电子开关器300的输入端连接；电力电子开关器300的输出端与有载调压配电变压器200连接。
本实施例中，通过配电变压器调压变比控制系统100获得实时的配电变压器调压变比，利用该配电变压器调压变比快速地、准确地控制电力电子开关器300，使得有载调压配电变压器200有效调节配电变压器输出电压，为电力电子式有载调压配电变压器的设计提供了基础。
在其中一个实施例中，配电变压器还包括电压互感器400；
有载调压配电变压器200通过电压互感器400与配电变压器调压变比控制系统100的输入端连接；
本实施例中，通过电压互感器400采集有载调压配电变压器200中相关的电压信号，输入至配电变压器调压变比控制系统100，其中电压信号包括电压标准值、一次侧输入电压幅值、二次侧电压值。
在其中一个实施例中，配电变压器还包括电流互感器500；
有载调压配电变压器200还通过电流互感器500与配电变压器调压变比控制系统100的输入端连接；
本实施例中，通过电流互感器500采集有载调压配电变压器200中相关的电流信号，输入至配电变压器调压变比控制系统100，其中，电流信号包括二次侧电流幅值、二次侧电流相位值。
在其中一个实施例中，配电变压器还包括配电变压器保护装置600；
配电变压器保护装置600的第一输入端与电压互感器400的输出端连接；配电变压器保护装置600的第二输入端与电流互感器500的输出端连接；配电变压器保护装置600的输出端与电力电子开关器300的第二输入端连接。
本实施例中，通过配电变压器保护装置600对有载调压配电变压器200以及电力电子开关器300进行短路故障、过负荷等情况进行保护。
以图4中的配电变压器为例，对本实用新型的其中一个实施例中配电变压器进行仿真实验，在t＝0.2s时，配电变压器一次侧电压从200V变为250V，参见图5，由图5可以看出，配电变压器二次侧电压虽在0.2s也突然增大，但经过调压，在一个周期内迅速回到标准电压范围内。本实用新型提出的配电变压器调压变比控制系统能够快速准确控制电力电子开关，有效调节配电变压器输出电压。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。