[发明专利]一种变压器宽频导纳模型及建立方法

权利要求书

1.一种变压器宽频导纳模型的建立方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

1)搭建由所述宽频导纳Y_A、宽频导纳Y_B和宽频导纳Y_C构成的π型宽频导纳电路模型。

2)扫频测量π型宽频导纳等效模型中宽频导纳Y_A、宽频导纳Y_B和宽频导纳Y_C的离散频率数据点；

3)通过改进矢量匹配法对宽频导纳Y_A、宽频导纳Y_B和宽频导纳Y_C的离散频率数据点进行拟合，并利用有理函数分式和的表达式逼近宽频导纳的频率响应特性。

4)利用中心差分法将连续性频率响应状态方程组变换为表征变压器宽频导纳模型的离散状态方程组；

5)将上一时刻的电压数据、状态变量和当前时刻变压器电压数据输入到离散状态方程组，得到当前时刻电流数据，进而表征变压器的高频暂态特性。

2.根据权利要求1或2所述的一种变压器宽频导纳模型的建立方法，其特征在于，确定宽频导纳Y_A、宽频导纳Y_B和宽频导纳Y_C的离散频率数据点主要步骤如下：

1)测量变压器端口S参数矩阵，S参数矩阵的表达式为：

式中，S参数矩阵用于描述变压器输入信号和输出信号的关系；a、b分别表示入射散射变量和反射散射变量；V_j表示电压；I_j为电流；j＝1表示变压器一次侧；j＝2表示变压器二次侧；Z_j表示参考阻抗；

2)对S参数矩阵进行变换，得到Y参数矩阵，即：

3)基于Y参数矩阵与端口变量的关系，构建由宽频导纳Y_A、宽频导纳Y_B和宽频导纳Y_C构成的变压器π型宽频导纳电路。

3.根据权利要求1所述的一种变压器宽频导纳模型的建立方法，其特征在于，利用有理函数分式和的表达式建立宽频导纳的连续性频率响应状态方程组的主要步骤如下：

1)建立宽频导纳的连续性频率响应特性表示式，即：

式中，f(s)为频率响应；N为拟合阶数；d为常数项；e为线性项系数；r_k和p_k分别为频域响应f(s)的留数和极点；k表示第k阶拟合；

2)将公式(3)转化为状态空间方程形式，即：

f(s)＝C(sI-A)^-1B+D+Es (4)

式中，A为N×N的对角矩阵，其对角元素是公式(3)中的极点；B是N×1的列向量，其元素等于1；C是1×N的行向量，其元素是公式(3)中的留数；D和E分别对应公式(3)中的常数项d和线性项系数e；

3)定义状态变量x，即：

式中，v(s)为电压变量；

4)将状态变量x带入状态方程(4)，并对公式(4)进行反向拉式变换，得到其状态方程组，即：

i＝Cx+Dv+Ev (6)

式中，为状态变量的微分；i表示电流数据，为输出变量。