电力系统电磁暂态数字仿真中自耦变压器模型的研究

摘要

高压自耦变压器以其成本低、励磁功率低和运行效率高等优点,被广泛地应用到了高压电力网络当中,成为重要的传递电能的电压转换设备.例如,截至2003年底,在华东500千伏电网中服役的变压器中,自耦变压器的数目已经占到80％以上.但是目前电磁暂态仿真软件中,针对高压电网而建立的适用于数微妙至数秒之间电磁暂态变化过程仿真的自耦变压器模型,几乎没有.该文在原有DCMX仿真程序的基础上,提出了电力系统电磁暂态数字仿真中一种精确的三相自耦变压器的数学模型,该模型将自耦变压器用理想自耦变压器处理,并应用受控源原理和修正后的阻尼梯形法推导出了对应的综合友模,易于在暂态仿真中建立节点电压方程.由于精确考虑了自耦变压器绕组间电和磁的联系,使电磁暂态故障仿真中自耦变压器一侧故障对另一侧的影响变得直接而准确.经过对实验系统各种故障下的仿真计算和华东500kV电网的仿真计算,证明该模型是完全正确的.该文实现了仿真计算软件与BPA、PSS/E电力系统计算软件之间的接口.这样对于一个已经使用BPA软件计算了潮流和使用PSS/E计算了等值参数的电力网络,该仿真软件能够自动地利用这两方面的数据(潮流结果和等值网络参数)进行等值后的网络电磁暂态仿真计算,大大地提高了工作效率.此外,该文提供了仿真计算后的电压电流曲线按照IEEE的COMTRADE通用格式进行输出的功能,完善了仿真程序,便于工程应用.

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第一章绪论

1.1电力变压器数字仿真的概况

1.2存在的问题

1.3本文的主要工作以及研究成果

第二章修正后的阻尼梯形算法

2.1阻尼梯形法及频谱误差分析

2.2减少误差的修正阻尼梯形法

2.3阻尼梯形法应用于跃变量的计算

第三章自耦变压器数学模型的研究

3.1单相双绕组自耦变压器的综合友模

3.2三相三绕组自耦变压器的综合友模

第四章华东仿真软件相关程序的处理

4.1 BPA潮流数据文件

4.1.1利用BPA数据生成文件节点名库

4.1.2利用BPA数据文件搜索元件的潮流数据

4.2等值机幅值和角度的计算

4.3 COMTRADE格式

第五章华东500KV电网的算例和结果分析

5.1自耦变模型算例

5.2华东500kV等值网络算例

第六章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢