[发明专利]一种调相机暂稳态参数实时提取方法及装置

说明书

本发明公开一种调相机暂稳态参数实时提取方法及装置，包括以下步骤：S1：对同步调相机电磁有限元建模；S2：建立含励磁控制的调相机电磁仿真模型，并提取故障发生时的电流数据；S3：将电流数据导入场路耦合有限元模型中“路”的部分得到第一求解模型，在某一运行电压下进行非线性时域电磁场仿真，并求解饱和状态下的同步调相机磁导率分布，并将其锁定导出；S4：将同步调相机磁导率分布导入至第二求解模型，并进行冻结磁导率状态下的线性电磁场仿真，线性求解定子磁链；S5：基于定子磁链求解2D有限元模型，计算得到调相机暂稳态参数。通过考虑不同电网电压故障对定转子磁场分布的影响，获取更加准确的同步调相机暂稳态参数。

技术领域

本发明属于同步调相机参数计算技术领域，尤其涉及一种调相机暂稳态参数实时提取方法及装置。

背景技术

相比于SVC/SVG等无功补偿装置，大容量调相机具备更高的可靠性和更强暂态能力，能显著改善直流换相失败、抑制系统暂态过电压，因此在直流输电系统中得到重要应用。调相机的暂态无功能力和对系统电压稳定的支持能力直接取决于其暂稳态参数。能否准确地实时计算暂稳态参数，是准确评估调相机暂态无功能力的关键。然而，目前在电机设计和仿真中，未计及不同电网电压故障对定转子磁场分布的影响，认为不同运行工况下暂稳态参数为一个定值，实际上不同电网电压故障会影响暂稳态参数值，受故障时磁路严重饱和导致损耗和发热变化，忽略电网电压故障影响必然会造成暂稳态参数计算的不准确。

因此，为了获取准确的调相机暂稳态参数，以评估调相机暂态无功能力、分析系统电压安全性能，亟需一种适应电网电压故障的调相机暂稳态参数实时提取方法及装置。

发明内容

本发明提供一种调相机暂稳态参数实时提取方法及装置，用于至少解决上述技术问题之一。

第一方面，本发明提供一种调相机暂稳态参数实时提取方法，包括以下步骤：S1：对同步调相机电磁有限元建模，其中，所述有限元建模包括建立2D场路耦合有限元模型；S2：建立含励磁控制的调相机电磁仿真模型，并提取故障发生时的电流数据，其中，所述电流数据包括不同电网电压故障时的调相机机端电流及不同励磁控制所导致的励磁电流；S3：将调相机机端电流及励磁电流导入场路耦合有限元模型中“路”的部分得到第一求解模型，在某一运行电压下进行非线性时域电磁场仿真，并求解饱和状态下的同步调相机磁导率分布，并将其锁定导出；S4：将所述同步调相机磁导率分布导入至第二求解模型，并进行冻结磁导率状态下的线性电磁场仿真，线性求解定子磁链，其中，由于导出磁导率已包含调相机在某一运行电压的磁场分布，第二求解模型在“路”的部分无需加入新的激励，所述第二求解模型的磁场激励加载方式为：，，式中，分别为定子A相电流、定子B相电流以及定子C相电流，为电流峰值，为电角频率，为定子A相初始相位角，为励磁电流；所述定子磁链计算的表达式为：，式中，为一匝内的电流密度，为矢量磁位，为区域的体积，为匝数，l为闭合环路；S5：基于定子磁链求解2D有限元模型，计算得到调相机暂稳态参数。