考虑铁芯深度饱和特性的三相三柱变压器改进BCTRAN模型EI北大核心CSCD

三相三柱变压器广泛运用于电力系统中,需建立精准的三相三柱变压器模型支撑电力系统电磁暂态分析与防护研究。经典的变压器BCTRAN模型被广泛运用在电磁暂态仿真研究中,然而经典BCTRAN模型难以准确模拟铁芯在深度饱和状态下变压器不同端口的饱和特性。该文利用序分量参数建立三相三柱变压器BCTRAN模型,精准表征变压器各相绕组间的耦合关系;利用交直流混合源对变压器进行端口试验获取励磁支路深度饱和电感从而构建完整励磁支路;在经典BCTRAN模型的基础上,通过在变压器端口添加表征铁芯空间励磁特性差异的励磁支路,进而建立考虑铁芯深度饱和特性的三相三柱变压器改进BCTRAN模型。对300VA三相三柱变压器及22kVA三相三柱变压器有限元模型分别进行励磁涌流试验,与传统模型相比,改进模型不同端口励磁涌流首峰值更接近实测值。试验证明,提出的三相三柱变压器改进BCTRAN模型能够较为准确地表征变压器端口的饱和特性,可为电力系统电磁暂态仿真研究提供基础模型。     

变压器支路处理新方法与配电网三相潮流计算

针对配电网中处理变压器支路繁琐、工作量大等问题,提出了一种新的变压器支路处理方法,并可方便地引入配电网三相潮流算法中。该方法根据变压器两侧序状态量的相移关系,建立相位变换矩阵,简化了变压器支路的处理,利用不对称线路三序解耦—补偿模型和配电网三序解耦特点,基于回路分析法生成各序网道路矩阵,建立节点序电压与注入序电流之间的关联公式,从而实现了含多变压器支路的不平衡配电网三相解耦潮流计算。算法中的三序解耦及并行计算降低了计算规模,提高了计算速度和效率,节省了存储空间。最后,通过测试算例验证了该方法的正确性和有效性。     

变压器饱和对交流电网直流电流分布的影响

针对直流偏磁影响下变压器励磁支路饱和从而导致励磁电流半波饱和出现直流分量的现象,研究该直流分量对变压器中性点直流电流分布的影响。分析了三相变压器在遭受直流偏磁影响时中性点直流电流的形成机理,基于PSCAD/EMTDC平台搭建变压器直流偏磁模型,分别从计及饱和不计及饱和两种工况分析直流偏磁下变压器中性点直流电流的情况,再根据所得结果修正不计及饱和因素的Y地区电网直流偏磁模型所得的变压器中性点直流电流。仿真结果表明变压器励磁支路饱和特性对变压器中性点直流电流有助增作用,计及变压器饱和特性时可以提高交流电网直流电流分布的预测精度。     

含多台变压器支路的三相弱环配电网潮流计算

为了分析含变压器支路的弱环配电网的潮流分布,在已有文献的基础上,对变压器模型进行了分析,构造变压器支路的等效模型,并通过对道路矩阵的修正,推导出了一种计算含变压器支路的三相弱环配电网潮流的有效解法。该算法实现了把变压器支路当作普通支路进行处理,计算过程清晰简单,便于编程,计算速度快。该算法理论本质上仍属于回路分析法,所以在回路处理方面有较强的能力,对于环网系统,不仅不会随系统回路的增多而导致收敛性降低,反而随着系统回路数的增加,其收敛速度得到提高。改进的IEEE34母线测试算例验证了该算法的正确性和良好的收敛性。     

单相变压器在不同直流注入方式下的偏磁效应

利用时域场路耦合方法分析了不同直流注入方式对变压器交流励磁的影响,将变压器直流偏磁计算转换为场的耦合计算和路的耦合计算,用场模型计算动态电感,以路模型求解时域过程,通过计算耦合参数分析变压器电磁参数在直流扰动下的变化规律,对比了不同直流注入方式对变压器偏磁效应的影响。最后将仿真计算与实验结果对比,结果验证了理论分析的正确性。     

改进的配电网三相潮流计算方法

配电网网络参数的不对称使得对称分量法解耦失效,配电网潮流计算元件模型需采用abc全耦合模型。针对配电网长辐射状网络结构可能导致的三相牛顿拉夫逊潮流初值选取难题,提出了一种初值选取方法。首先,将给定的配网三相系统除去合环支路后简化成单相系统,采用单相前推回代得出其潮流解;再利用单相潮流节点电压构造出三相对称电压,以此作为三相牛顿拉夫逊法的初值进行三相潮流计算,克服了配网潮流计算中前推回代与牛顿拉夫逊潮流算法各自的不足。IEEE33节点案例计算结果表明,该方法能够为配电网牛拉法提供合理初值并提高牛拉法收敛速度。     

500kV自耦变压器直流偏磁的仿真研究

对500kV自耦变压器受到直流偏磁时的影响进行了研究.利用电路一磁路耦合时域的方法建立变压器模型,并在MATLAB环境下进行了实际变压器的仿真计算,分析了直流偏磁下变压器的励磁电流.     

基于定常海森矩阵的配电网三相最优潮流模型

含有高比例分布式电源和多种离散可调设备的主动配电网最优潮流问题,实质上是一种非凸、非线性混合整数优化问题,这类问题的求解速度较慢。文中提出了基于定常海森矩阵的配电网三相最优潮流模型,模型中考虑了三相变压器、具有三相耦合特性的分布式电源、分相调压器等设备的二次模型,以保证海森矩阵为常数。通过增加支路电流为待求变量,提出直角坐标系下三相变压器的二次模型,使优化模型的海森矩阵为常数阵,从而降低最优潮流的计算时间。构建了计及分布式电源三相功率耦合特征的配电网三相最优潮流模型,比较了二次罚函数和高斯罚函数对离散控制变量的处理效果,并应用预估—校正原对偶内点法对优化模型进行求解。同时,提出加入调压器的二级迭代最优潮流策略,从而进一步优化目标值。最后,通过算例验证了所建模型与所提方法的正确性与有效性。     

计及接地阻抗及含多种分布式电源的中低压配电网三相潮流计算(一):模型

现有的配电网三相潮流计算模型和算法大部分是在基于中性点理想接地假设的Kron简化基础上,由单相潮流计算方法直接扩展得到,分析的精度和适用的范围有一定的局限性。该文摒弃以往基于Kron简化的三相潮流计算框架,提出精细化的三相潮流计算模型和算法。建立一个能够囊括中低压配电网络各种拓扑结构的、计及各元件接地阻抗的统一模型。模型中将支路元件和端点元件统一采用端口的I-F(U)方程进行描述。给出了构成支路元件的线路、变压器更为精确的模型,并通过在相线变换矩阵中引入附加矩阵项的方法解决了D型变压器的Y参数矩阵奇异问题。将端点元件分成负荷和分布式电源二类,负荷采用IEEE推荐的ZIP模型,分布式电源按各相是否独立控制分为三相控制和单相控制。单相控制方式分为PQ、PI两种。三相控制方式采用三相功率总和为恒定量的模型,并进一步细分为PQ、PI、PV共3种。     

适用于配电网三相优化潮流的数据物理融合驱动线性化方法

现有配电网三相潮流线性化模型在重载时精度下降较明显,限制了其应用。为此,提出了一种适用于三相优化潮流的改进型数据物理融合驱动线性化方法。首先,基于配电网物理特性得到三相线性潮流模型。然后,采用偏最小二乘回归的数据驱动方法获得线性化误差模型,对物理驱动模型进行修正。与完全数据驱动型方法相比,三相线性潮流模型保留了线路信息,可在优化潮流中用于描述支路约束。与完全物理驱动模型相比,三相线性潮流模型充分利用数据驱动的优化拟合能力来获得线性化误差与节点负荷之间的线性关系。因为在误差修正项中包含更多维的全局信息,所以线性化模型的精度得到提高,保证了重载时所提方法的精度仍足够高。所提方法具有更好的适用性,能够处理各种连接方式的三相变压器和负荷模型以及考虑相间耦合的分布式电源模型。基于IEEE标准算例,将所提方法与其他可用于优化潮流的线性化方法进行对比分析,结果表明所提方法在系统重载时精度依然很高。     

含中性点参数的三相变压器建模及其在潮流计算中的应用

建立变压器的三相模型对于配电网潮流计算非常重要。针对传统的关联矩阵法不再适用于中性点不接地星形接线的变压器的问题,文中提出计及中性点的三相变压器模型,此模型可以用关联矩阵法求得,应用于潮流计算可以直接方便地求出变压器中性点电压。当不接地星形接线方式的变压器模型含有中性点参数时,可以用关联矩阵借助转换矩阵推导所有连接组别的三相变压器模型,使得变压器模型的推导更加简洁。IEEE-4节点标准测试系统的计算结果验证了所建变压器模型的正确性与有效性。     

计及铁心动态磁化特性的三相变压器励磁涌流的仿真研究

介绍了计及铁心饱和，磁滞，局部磁滞和原始剩磁影响的三相三柱式变压器磁励涌流的仿真数学模型及仿真计算程序，对三相三柱式变压器空载合闸时的励磁涌流作了仿真计算，并对其结果进行分析。     

A new phase-coordinate transformer model for Ybus analysis

A new method of modeling three-phase transformers has been developed. The method can represent transformers with two or more windings and can incorporate the effects of interphase coupling, particularly the lowered impedance of three-phase units to zero-sequence magnetizing currents. For two-winding transformers, the model requires only four data items per transformer and can still be used even in the absence of some of them, in which case, it simplifies to existing well-established modeling techniques.     

Modeling and simulation, and their validation of three-phasetransformers with three legs under DC bias

This paper proposes a new model for three-phase transformers with three legs with and without task under DC bias based on electric and magnetic circuit theory. For the calculation of the nonsinusoidal no-load currents, a combination of time and frequency domains is used. The analysis shows that (1) asymmetric three-phase transformers with three legs generate magnetizing currents with triplen harmonics not being of the zero-sequence type. (2) The wave shapes of the three magnetizing currents of (asymmetric) transformers are dependent on the phase sequence. (3) The magnetic history of transformer magnetization-due to residual magnetization and hysteresis of the tank-cannot be ignored if a DC bias is present and the magnetic influence of the tank is relatively strong, e.g., for oil-cooled transformers. (4) Symmetric three-phase transformers with three legs generate no-load currents without triplen harmonics. (5) The effects of DC bias currents (e.g., reactive power demand, harmonic distortion) can be suppressed employing symmetric three-phase transformers with three legs including tank. Measurements corroborate computational results; thus this nonlinear model is valid and accurate     

基于PSCAD软件的阻抗匹配平衡变压器仿真研究

研究了阻抗匹配平衡变压器的接线和内部"阻抗匹配"特性,结合多绕组变压器的电磁耦合关系,以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中的统一电磁等值电路(UMEC)变压器模型为基础,建立了电气化铁路牵引供电系统的仿真模型.对正常运行、故障状态、励磁涌流等情况进行了仿真和分析,仿真结果验证了该模型的正确性,对于阻抗匹配平衡变压...     

利用数值仿真方法确定三相变压器深度饱和等效电路模型参数

精确的变压器深度饱和模型是分析电网过电压暂态过程的基础。而目前端口试验的方法只能得到额定运行时等效电路模型的参数,却无法得到过电压下深度饱和区的参数。该文提出利用数值仿真的方法确定三相变压器深度饱和等效电路模型参数,数值仿真的方法分为两种,包括基于端口数值试验的方法和基于电磁场分布计算磁阻方法。前者通过磁场和电路耦合的方法在变压器的端口设置开路或短路状态以确定等效电路参数,后者利用变压器各部分的磁通和能量的积分结果计算磁阻,再转换得到等效电路参数。计算磁阻的方法更适用于分析拓扑复杂、深度饱和的变压器等效电路模型参数。     

小波算法在变压器励磁涌流中的应用研究

为了满足电气化设备对高性能变压器的需求,针对大功率变压器中存在的励磁涌流现象展开研究,并建立了仿真模型。利用一种新型的小波算法对变压器中的励磁涌流现象进行分析和数学建模,并研究了三相变压器的励磁涌流产生机制和信号提取方法,建立了精确的故障识别模型。最后,利用Matlab/Simulink软件设计了仿真系统,实现了对三相变压器的励磁涌流波形识别。仿真结果表明,该仿真模型能够有效提取出变压器励磁涌流的有关特性,为提高变压器的性能提供了理论支持。     

自并励机组启动试验电源的选择

为了机组首次启动的安全顺利进行,需要正确选择临时励磁电源的电压等级、容量,并进行保护定值核算。结合某电厂1号机组的启动试验,对自并励机组启动试验励磁电源的选择及保护定值计算进行了论述,分析了非全压冲击励磁变压器的励磁涌流的产生机理,指出非全压冲击变压器的励磁涌流远小于全压冲击值,与变压器额定电压下空载合闸产生的励磁涌流截然不同,并通过现场事故录波证实。在此基础上,并结合现场事故实例指出：励磁临时电源速断保护定值整定过大,会导致励磁变压器低压侧短路时保护拒动,据此,给出满足启动试验要求的临时继电保护定值整定方法。