[发明专利]一种变压器高次谐波传递函数辨识方法

说明书

本申请提供一种变压器高次谐波传递函数辨识方法，包括以下步骤：建立变压器高次谐波传递特性电路模型；根据电路模型，设计用于辨识高次谐波传递函数的输入谐波信号；在变压器一次侧注入输入谐波信号并测量得到二次侧输出谐波信号；根据所述输入谐波信号和所述输出谐波信号，通过传递函数辨识算法，获得变压器高次谐波传递模型。采用本发明提供的方法可以快速获得变压器高次谐波传递模型，尤其是针对变压器寄生参数，较理论分析和数值计算更加接近实际，有很好的工程应用价值。

技术领域

本申请涉及电力系统变压器技术领域，尤其涉及一种变压器高次谐波传递函数辨识方法。

背景技术

随着电力系统中大量的电力电子开关器件的使用，电力系统中高次谐波特征将由分量频率已经达到数kHz。电力系统中的大量高次谐波分量会通过变压器进行传播，在高次条件下，变压器中杂散电容效应不应再被忽视，因为它对高次谐波下变压器的传递特性影响很大。

对变压器高次谐波传递特性进行研究时,通过需要首先获得变压器寄生参数。目前，获取变压器寄生参数的方法有自然共振法，基于场分析的理论计算以及在电场分析的基础上利用静电场储存能量解析计算，自然共振法中确定变压器的等效网络的多个固有谐振频率时阻抗分析仪是必不可少的；基于场分析的理论计算需要大量关于高次变压器的几何和静电行为的信息，电场分析十分复杂；电场分析的基础上利用静电场储存能量解析计算方法主要适用于具有特定几何性质的变压器。前述方法在获取变压器寄生参数时，需要知道变压器几何性质或需要高精度测量仪器，而实际中很难直接获取其等效电路参数，同时考虑到不同厂家变压器的参数差异，他们将呈现不同的谐波特性。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提出了一种变压器高次谐波传递函数辨识方法，该方法不需要精确获取变压器寄生参数，避免了数值分析过程中由于变压器内部结构无法精确获得而引起的误差，使得高次谐波传递函数更加接近变压器实际情况。

1、一种变压器高次谐波传递函数辨识方法，其特征在于，包括步骤：

S10，建立变压器高次谐波传递特性电路模型；

S20，根据电路模型，设计用于辨识高次谐波传递函数的输入谐波信号；

S30，在变压器一次侧注入输入谐波信号并测量得到二次侧输出谐波信号；

S40，根据所述输入谐波信号和所述输出谐波信号，通过传递函数辨识算法，获得变压器高次谐波传递模型。

优选的，所述S10中建立变压器的高次谐波传递特性电路模型为

所述传输模型由磁特性模型和电容模型组成，包括：一次绕组电阻R_s1，二次绕组电阻R_s2，磁芯损耗等效电阻R_m，归算到一次侧励磁电感L_m，归算到二次侧漏感L_s，一次绕组对地电容C₁，二次绕组对地电容C₂，一二次绕组间电容C₃。

优选的，所述S20中的所述输入谐波信号包括：

利用频域法描述二次侧和一次侧电压比值得到变压器高次谐波传递特性表达式为

其中,n为变压器变比的倒数，C₂为两侧绕组之间的寄生电容，C₃为二次侧绕组层间寄生电容，Z_L为变压器一次侧所带负载，当负载为阻性负载时，Z_L＝R_L，当负载为阻感性负载时，Z_L＝R_L+sL_L,当负载为阻容性负载时，

R_s,L_s分别是等效到二次侧的电阻和电感，其表达式为