[发明专利]三相八柱式磁控型可控电抗器的建模方法及仿真模型

说明书

本发明公开了一种新型三相八柱式磁控型可控电抗器的建模方法及仿真模型，包括将两个单相三绕组变压器的仿真模型串联组合，构成单相四柱式磁控型可控电抗器的仿真模型；基于三个所述单相四柱式磁控型可控电抗器的仿真模型，构成三相八柱式磁控型可控电抗器的仿真模型，具体为将三相网侧绕组进行星型连接，将三相的补偿绕组进行角型连接，还将三相控制绕组的正极并接在一起，同时将三相控制绕组的负极并接在一起，完成三相八柱式磁控型可控电抗器的建模。本发明实现在目前的电磁暂态仿真软件中对三相八柱式电抗器的仿真建模。

技术领域

本发明属于高压交流电网中磁控型可控电抗器的电磁暂态仿真建模技术领域，具体涉及一种三相八柱式磁控型可控电抗器的建模方法及仿真模型。

背景技术

磁控型可控电抗器一般包含网侧绕组、控制绕组和补偿绕组，如图1所示。网侧绕组与电网直接相连，是无功功率的输出端；控制绕组里流过励磁电流用于调节输出无功的大小；补偿绕组一般为角接，一方面给3次谐波电流提供通路以减小电压畸变率，一方面作为自励电源使用。磁控电抗器的绕组绕制方法、铁心及铁轭结构与常规的两绕组或三绕组变压器有较大的差异，因此在目前的电气仿真软件中没有可以直接使用的磁控型电抗器模型，使得无法对含有磁控型电抗器的电网进行电磁或者机电暂态仿真。因此需要寻求一种针对磁控型并联电抗器的建模方法。

三相磁控型并联电抗器按照本体的不同可分为三相一体结构和三个单相电抗器组；单相结构又分为三柱式和四柱式两种结构；按照绕组的不同分为含补偿绕组和不含补偿绕组两种；按照网侧及补偿侧绕组绕制方式的不同分为并联绕制和串联绕制两种结构，其中串联绕制指绕组分裂为两条导线，两条导线将两个芯柱一同绕制在内，如图2所示。并联绕制指绕组分裂为两条导线，每一条导线各自绕制在不同的芯柱上，如图3所示。

目前关于磁控型可控电抗器的建模方法已有研究。专利《CN200810056973.1-一种磁控式并联电抗器数字仿真建模方法》、《CN200910243082.1-磁控式并联电抗器非线性磁路的等值磁通差暂态建模方法》、《CN200910243083.6-磁控式并联电抗器基于动态磁阻的等值电抗暂态建模方法》中磁控电抗器的特点为网侧绕组为并联绕制结构，且该电抗器仅有网侧绕组和控制绕组，没有补偿绕组，模型中每一相的两个变压器网侧绕组为并联绕制接线方式。其中，申请号为200910243082.1、专利名称为磁控式并联电抗器非线性磁路的等值磁通差暂态建模方法的中国发明专利中公开了，以反双曲函数描述非线性饱和磁路特性；申请号为200910243083.6、专利名称为磁控式并联电抗器基于动态磁阻的等值电抗暂态建模方法的中国发明专利中，公开了以反双曲函数描述非线性磁路特性，并用带阻尼的隐式梯形积分算法对瞬时等值电抗进行差分化；申请号为CN201310344288.X、专利名称为一种新型磁控式并联电抗器的仿真建模方法的中国发明专利中公开的磁控电抗器的特点与上述三个专利的不同点是增加了补偿绕组，补偿绕组与网侧绕组绕制方式相同，均为并联绕制构成。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种三相八柱式磁控型可控电抗器的建模方法及仿真模型，能够应用于现有的电磁暂态仿真软件，为研究磁控型可控电抗器的暂态及稳态过程及其对电网的影响提供了基础技术支撑。

为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种三相八柱式磁控型可控电抗器的建模方法，包括：

将两个单相三绕组变压器的仿真模型串联组合，构成单相四柱式磁控型可控电抗器的仿真模型；

基于三个所述单相四柱式磁控型可控电抗器的仿真模型，构成三相八柱式磁控型可控电抗器的仿真模型，完成三相八柱式磁控型可控电抗器的建模。

可选地，所述将两个单相三绕组变压器的仿真模型串联组合，构成单相四柱式磁控型可控电抗器的仿真模型，具体包括以下步骤：

获取第一单相三绕组变压器仿真模型和第二单相三绕组变压器仿真模型；