[发明专利]一种磁控式并联电抗器数字仿真建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字仿真建模方法，特别是关于一种磁控式并联电抗器数字仿真建模方法。

背景技术

可控并联电抗器技术是协调超长距离超高压线路和特高压线路中无功调节和过电压抑制间矛盾的技术，是建设特高压交流电网所必需的关键技术之一，因此具有广阔的应用前景。可控并联电抗器具有可靠性高、造价低、占地小、运行维护简单等优点，其应用不仅可以简化无功电压控制措施，而且可以提高线路输送功率、提高系统稳定性、限制工频过电压、抑制潜供电流，对于超高压、特高压电网的发展和建设具有非常重要的意义和作用。

磁控式并联电抗器通过改变直流励磁电流的大小来改变铁心的磁饱和程度，从而可连续平稳快速调整其电抗值，因而具有非常优越的控制性能。磁控式并联电抗器仿真建模方法是磁控式并联电抗器工作原理分析的核心技术，也是磁控式并联电抗器本体及其控制装置研制的关键技术，还是对磁控式并联电抗器进行稳态、暂态和动态仿真分析的基础，其为磁控式并联电抗器本体及其控制系统电气参数的选择和系统级分析提供数字仿真技术手段。

所述建模方法是对磁控式并联电抗器进行稳态、暂态和动态仿真分析的基础，可为并联电抗器本体及其控制系统电气参数的选择和系统级分析提供数字仿真技术手段。但是由于磁控式并联电抗器的磁路结构及其特性不同于常规的变压器，因此现有的仿真软件没有磁控式并联电抗器的仿真模型，无法进行数字仿真和分析。为了研究和分析磁控式并联电抗器的工作原理和特性，有必要建立适合磁控式并联电抗器的仿真模型，而已有技术中尚未见到相同或类似的建模方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种利用仿真软件中已有的饱和变压器和饱和电抗器仿真模型来构建磁控式并联电抗器仿真模型的数字仿真建模方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种磁控式并联电抗器数字仿真建模方法，包括以下步骤：

(1)首先根据磁路定律和电路定律，采用等效磁路分解方法，将磁控式并联电抗器模型等效成多个饱和变压器和饱和电抗器模型，并假设：

N₁₁、N₁₂分别为左侧铁心柱的一次绕组和励磁绕组的匝数，

N₂₁、N₂₂分别为右侧铁心柱的一次绕组和励磁绕组的匝数，

i₁₁、i₁₂、u₁₁、u₁₂分别为左侧铁心柱的原副边电流和电压，

i₂₁、i₂₂、u₂₁、u₂₂分别为右侧铁心柱的原副边电流和电压，

Φ₁、Φ₂、Φ₃、Φ₄、Φ₅为各磁路中的主磁通，

H₁、H₂、H₃、H₄、H₅、为各主磁通对应的磁场强度，

L₁、L₂、L₃、L₄、L₅为各主磁通对应的等效磁路长度，

Φ₁₁、Φ₁₂、Φ₂₁、Φ₂₂分别为左侧铁心柱和右侧铁心柱的一次绕组和励磁绕组的漏磁通，

L₁₁、L₁₂、L₂₁、L₂₂为各漏磁通所对应的支路漏电感，

r₁₁、r₁₂、r₂₁、r₂₂为各支路的电阻，则控制回路负载阻抗分别为Z₁₂、Z₂₂；

(2)由以上假设，可得出以下方程

主磁通方程：

Φ₃＝Φ₁-Φ₅   (1)

Φ₄＝Φ₂+Φ₅     (2)

其中

Φ₁＝f₁(H₁)    (3)