[发明专利]变电站内变压器分接头档位对母线电压影响的计算方法

摘要

本发明涉及一种变电站内变压器分接头档位对母线电压影响的计算方法，属于电力系统中电压自动控制技术领域。本方法在实时的潮流计算基础上，求出采用准稳态潮流构造变压器绕组有载分头变压比发生变化与变压器绕组支路潮流变化的线性方程，求出采用准稳态潮流构造注入潮流变化量与母线电压变化量的线性方程，计算变压器绕组有载调压分头变压比发生变化后对电网模型中所有母线的电压幅值变化值，找出与变压器分接头同属于一个变电站的母线电压变化量。本方法给出了变电站变压器分接头档位对母线电压影响的灵敏度结果，在变电站电压自动控制的过程中，对变压器分接头档位发生变化后各条母线的电压进行预估，保证变电站变压器档位控制策略可靠性。

主权项

一种变电站内变压器分接头档位对母线电压影响的计算方法，该方法包括以下步骤：(1)设电网模型中的支路包括连接母线的线路或连接母线的变压器绕组，电网模型中支路无功潮流计算表达式如下：Pab=Va2Gab-VaVb(Gabcosθab+Babsinθab)Qab=-Va2(Bab+yc)-VaVb(Gabsinθab-Babcosθab)]]>其中，Pab表示电网模型中支路a‑b首端a流向电网模型中支路a‑b末端b的有功潮流，Qab表示从电网模型中支路a‑b首端a流向电网模型中支路a‑b末端b的无功潮流，Va为电网模型中支路a‑b首端a电压的幅值，Vb为电网模型中支路a‑b末端b电压的幅值，Gab为电网模型中支路a‑b的电导，Bab为电网模型中支路a‑b的电纳，yc表示电网模型中支路a‑b的半导纳,θab为电网模型中支路a‑b首端a电压相角与末端b电压相角的差值；(2)由于电网模型中变电站内变压器绕组支路m‑n的半导纳yc＝0，变电站内变压器绕组支路m‑n的电导值Gmn远小于变电站内变压器绕组支路m‑n的电纳值Bmn，因此在支路无功潮流计算表达式中Gmn可以忽略不计，当变压器绕组有载调压分接头变压比为t不为1时，根据上述步骤(1)的电网模型中支路无功潮流计算表达式，根据下式求出电网模型中变电站内变压器绕组支路m‑n的首端m有功功率Pmn和无功功率Qmn以及变压器绕组支路m‑n的末端有功功率Pnm和无功功率Qnm对变压器绕组有载调压分接头变压比t的有功潮流、无功潮流变化量：变电站内变压器绕组支路m‑n首端m流向变电站内变压器绕组支路m‑n末端n的有功功率Pmn和无功功率Qmn对变压器绕组有载调压分接头变压比t的有功潮流、无功潮流变化量为：∂Pmn∂t=-VmVnbmnsinθmn∂Qmn∂t=VmVnbmncosθmn]]>变电站内变压器绕组支路m‑n末端n流向变电站内变压器绕组支路m‑n首端m的有功功率Pnm和无功功率Qnm对变压器绕组有载调压分接头变压比t的有功潮流、无功潮流变化量为：∂Pnm∂t=VmVnBnmsinθmn∂Qnm∂tn=-2tmVn2Bnm+VmVnBnmcosθmn]]>(3)根据上述步骤(2)中的变电站内变压器绕组的有载调压分接头变压比t发生变化时，对应变电站内变压器绕组支路m‑n的首端m和末端n的有功潮流和无功潮流的变化量，构建一个变电站内变压器绕组支路m‑n的潮流方程如下：其中，为雅可比矩阵，H、M、N、L分别为雅可比矩阵的子阵，H表示电网当前潮流状态下，电网模型中变电站内变压器绕组的有载调压分接头变压比发生变化时，电网模型中有功功率对所有母线电压相角影响的偏导矩阵，L表示电网当前潮流状态下，电网模型中变电站内变压器绕组的有载调压分接头变压比发生变化后，电网模型中有功功率对所有母线电压幅值影响的偏导矩阵，M表示在电网当前潮流状态下，电网模型中变电站内变压器绕组的有载调压分接头变压比发生变化后，电网模型中无功功率对所有电压相角的影响的偏导矩阵，N表示电网当前潮流状态下，电网模型中变电站内变压器绕组的有载调压分接头变压比发生变化后，电网模型中无功功率对电压幅值影响的偏导矩阵，Δθ'表示电网模型中变电站内变压器绕组的有载调压分接头变压比发生变化后，电网模型中所有母线电压相角变化量，ΔU′为电网模型中变电站内变压器绕组的有载调压分接头变压比发生变化后，电网模型中所有母线电压相角变化量，ΔP'表示网模型中变电站内变压器绕组的有载调压分接头变压比发生变化后，变电站内变压器绕组支路端点有功功率变化量，ΔQ'表示网模型中变电站内变压器绕组的有载调压分接头变压比发生变化时，变电站内变压器绕组支路端点无功功率变化量；(4)利用上述步骤(3)的变电站内变压器绕组支路m‑n的潮流方程，计算得到电网模型中变电站内变压器绕组支路m‑n的有载调压分接头变压比t发生一个档位变化时，变电站内变压器绕组支路m‑n首端m和末端n的有功功率变化量ΔP'和无功功率变化量ΔQ'，有功功率变化量ΔP'和无功功率变化量ΔQ'的数值来自上述步骤(2)，其它元素为0，即首先将步骤(3)的潮流方程的右边向量置为:ΔP′=0...-∂Pmn∂t...-∂Pnm∂t...0ΔQ′=0...-∂Qmn∂t...-∂Qnm∂t...0]]>再求解上述步骤(3)的潮流方程，得到变电站内变压器绕组支路m‑n的有载调压分接头变压比t发生一个档位变化后，电网模型中所有母线电压幅值变化量ΔU′和电压相角变化量Δθ'；(5)设电网模型中第x条母线与变电站内变压器绕组支路m‑n同属于一个变电站，则从ΔU′中得到第x条母线对应的电压幅值变化量ΔU′x，电网模型中变电站内变压器绕组支路m‑n有载调压分接头档位t发生变化时，对变电站内第x条母线的电压幅值影响灵敏度为：Stx＝ΔU′xΔtstep其中，Δtstep为变电站内变压器绕组支路m‑n的有载调压分接头单位增加1档，对应的变压比t的值，t为常数，取值范围为1－100；(6)遍历电网模型中所有变电站内变压器绕组支路的有载调压分接头，返回步骤(4)，完成变电站内变压器分接头档位对母线电压影响的计算。