电力系统中分接头变压器实时负载调压的仿真方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统实时仿真技术领域，特别涉及一种电力系统中分接头变压器 实时负载调压的仿真方法及系统。
【背景技术】
[0002] 电压源换流器型直流输电系统(VSCHVDC)是一种以可关断器件和脉宽调制(PWM) 技术为基础的新型直流输电技术。这种输电技术能够瞬时实现有功和无功的独立解耦控 制、给无源网络供电、换流站间无需通讯及易于构建多端直流系统;该技术能够同时向系统 提供有功功率和无功功率的紧急支援，具有提高系统稳定性和输电能力的优势。
[0003] 在VSC直流输电系统中，电压调制比Μ的大小对线电压谐波总畸变率THD有着一定 关系：当调制比Μ〈0.5时，不论子模块数Ν(等价于电平数)为多少，随着Μ的增大，THD显著上 升；当Μ>0.5时，子模块数Ν较多时，电压THD虽然对Μ的灵敏度下降，但还是有一定的影响。因 此，不允许电压源换流器工作在调制比较低工况。另外，当给定换流器的有功功率和无功功 率的大小和流向需要根据工况进行修改时，需要相应调整系统侧变压器副边电压的等级。 在VSC直流输电系统结构组成中，通常采用高压侧绕组带有分接头的变压器代替常规的单 相或三相变压器，其目的一是为了将交流系统电压变换到与换流器直流侧电压相匹配的二 次电压，以确保电压调制比Μ不至于过小，减小输出电压和电流的谐波量及交流滤波装置的 容量；目的二是为了通过调节变压器副边电压等级，实现不同大小有功功率和无功功率传 输。因此，建立电压源换流器型直流输电系统实时仿真模型，实时仿真验证分接头变压器档 位调节，实现换流器的有效控制及安全运行都具有重要实际意义。
[0004] 目前，关于分接头变压器的VSC直流输电系统的实时仿真可以在RTDS(实时数字仿 真仪)上实现。不过，RTDS主要应用于传统交直流电力系统的电磁暂态仿真，而如今随着功 率半导体器件在电力系统中的广泛应用，将给电力系统实时仿真带来很大的挑战，这是因 为大量的电力电子开关器件以及电力节点在解算过程中将变得十分困难，致使仿真规模受 限，经济性不高。
【发明内容】
[0005]本发明解决的问题在于提供一种电力系统中分接头变压器实时负载调压的仿真 方法及系统，给包含分接头变压器的电力系统仿真带来了极大方便，提高了仿真效率及仿 真的经济性。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电力系统中分接头变压器实 时负载调压的仿真方法，包含以下步骤：
[0007]建立电力系统实时仿真模型；其中，电力系统实时仿真模型包含分接头变压器本 体及调档电路；
[0008]运行所述电力系统实时仿真模型，并进行采样;其中，采样信息中包含所述分接头 变压器的二次侧电压信息；
[0009] 判断所述分接头变压器二次侧电压信息是否与给定的电压信息一致;若否，则通 过调档电路调整所述分接头变压器的档位，改变电压变比，使所述分接头变压器二次侧电 压信息与给定的电压信息一致。
[0010] 本发明的实施方式还提供了一种电力系统中分接头变压器实时负载调压的仿真 系统，包含:上位机、下位机与控制器；
[0011] 所述上位机与所述下位机通信连接;所述下位机与所述控制器之间通信连接；
[0012] 所述上位机，用于建立电力系统实时仿真模型，并将所述电力系统实时仿真模型 下载到所述下位机中；其中，所述电力系统实时仿真模型中包含分接头变压器本体及档位 逻辑控制模块；
[0013] 所述下位机，用于运行所述电力系统实时仿真模型；
[0014] 所述控制器包含采样模块与判断模块；
[0015] 所述采样模块，用于对所述下位机中的所述电力系统实时仿真模型的运行信息进 行采样;其中，采样信息中包含所述分接头变压器的二次侧电压信息；
[0016] 所述判断模块，用于判断所述二次侧电压信息是否与给定的电压信息一致，并在 不一致时触发所述档位逻辑控制模块；
[0017] 所述档位逻辑控制模块，用于根据所述判断模块的判断结果，调整所述分接头变 压器的档位，改变电压变比，使所述二次侧电压信息与给定的电压信息一致。
[0018] 本发明实施方式相对于现有技术而言，检测到分接头变压器二次侧电压信息与给 定的电压信息不一致时，通过调档电路调整分接头变压器的档位来改变分接头变压器的电 压变比，以使分接头变压器二次侧电压信息与给定的电压信息一致，这样，可以对包含分接 头变压器的电力系统进行实时仿真，给包含分接头变压器的电力系统仿真带来了极大的方 便，提高了仿真效率，及仿真的经济性。
[0019] 进一步地，在所述通过调档电路调整所述分接头变压器的档位，改变电压变比，使 所述分接头变压器二次侧电压信息与给定的电压信息一致的步骤中，包含以下子步骤:根 据所述分接头变压器二次侧电压信息与给定的电压信息，生成第一控制脉冲或第二控制脉 冲；如果所述分接头变压器二次侧电压信息小于给定的电压信息，则生成并发送第一控制 脉冲；如果所述分接头变压器二次侧电压信息大于给定的电压信息，则生成并发送第二控 制脉冲;其中，所述第一控制脉冲与所述第二控制脉冲的频率不同；根据所述第一控制脉冲 的个数或所述第二控制脉冲的个数，计算所述电力系统中分接头变压器的档位值;根据所 述分接头变压器的档位值，计算所述电压变比，并获取调档任意一侧后的绕组参数;如果是 一次侧调档，则将调档后的一次侧绕组参数折算到二次侧;其中，所述绕组参数包含一次侧 绕组参数与二次侧绕组参数;将调档后的绕组参数与所述电压变比一起作为所述分接头变 压器模型本体的输入信号。这样，可以实时调节变压器二次侧电压，实现了分接头变压器不 同侧调档的需求，保证了本发明实施方式的可行性。
[0020] 进一步地，在所述建立电力系统实时仿真模型的步骤中，采用状态空间节点法将 所述分接头变压器本体编码成一个状态空间群组;其中，所述状态空间群组包含N个子状态 空间。通过状态空间节点法把分接头变压器本体编码成一个状态空间群组，这样，仿真计算 时，可以有效地减小整个系统作为一个状态空间所对应的状态空间矩阵大小，减少计算时 间，提高了模型的计算的速度，便于实时化运行，且能够有效的减少电力节点，提高仿真精 度。
【附图说明】
[0021] 图1是根据本发明第一实施方式的电力系统中分接头变压器实时负载调压的仿真 方法的流程图；
[0022] 图2是根据本发明第一实施方式中的电力系统为电压源换流器型直流输电系统的 仿真系统；
[0023]图3是根据本发明第一实施方式中的三相分接头变压器的结构示意图；
[0024]图4是根据本发明第一实施方式中的步骤104的具体流程图；
[0025]图5是根据本发明第二实施方式中的消除控制脉冲中抖动的流程图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实 施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中， 为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基 于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所