[發明專利]一種用于光伏升壓變壓器磁場分析

在審

• 申請號: 201810167333.1
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108563813A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 劉勃;劉善亮;王寶營;徐衍萍;趙書海;楊元飛;曹元榮;何洪勝;秦元明;安志勇;劉會來
• 申請（專利權）人: 青島昌盛日電太陽能科技股份有限公司;青島昌盛日電設計研究院有限公司;大工（青島）新能源材料技術研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 青島永基知識產權代理事務所(普通合伙) 37235
• 代理人: 殷雷

一種用于光伏升壓變壓器磁場分析，它涉及變壓器磁場分析技術領域。通過Ansys軟件建立光伏升壓變壓器磁場二維分析模型；建立合適大小的空氣區域；設置輸電電纜的材料屬性；對光伏升壓變壓器磁場二維分析模型進行劃分網格；對光伏升壓變壓器磁場二維分析模型施加電流密度；定義分析所需的磁力線平行邊界條件；通過Ansys軟件靜磁場求解器進行仿真分析，得出光伏升壓變壓器整體磁場分布；定義光伏升壓變壓分析軸向路徑，得出在軸向路徑上的磁場分布。本發明有益效果為：將采用有限元的方法運用Ansys軟件對光伏升壓變壓器磁場進行仿真計算，可快速準確的得出磁場的大小磁場分布，為光伏升壓變壓器設計起指導意義。

技術領域

本發明涉及變壓器磁場分析技術領域，具體涉及一種用于光伏升壓變壓器磁場分析。

背景技術

大型光伏電站考慮到容量和電壓損耗的原因，并網電壓一般都比較高，如110KV、220KV，如此高的送出電壓，就需要實行二次升壓方案才能實現。那么，根據我國電壓等級劃分，就地升壓可以選擇10KV或者35KV，然后再二次升壓至送出電壓。這就需要光伏升壓變壓器，變壓器是一種常見的電氣設備，可用來把某一數值的交變電壓變換為同頻率的另一數值的交變電壓。升壓變壓器就是用來把低數值的交變電壓變換為同頻率的另一較高數值交變電壓的變壓器，在光伏升壓變壓器設計中，線圈磁場分析是一關鍵參數。

現階光伏升壓變壓器磁場分析，一般通過理論編程進行分析計算，不易直觀實現，不易于工程中設計操作。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種用于光伏升壓變壓器磁場分析，通過本發明將采用有限元的方法運用Ansys軟件對光伏升壓變壓器磁場進行仿真計算，可快速準確的得出磁場的大小磁場分布，可以為光伏升壓變壓器設計起指導意義。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案是：它包括如下步驟：

步驟一、通過Ansys軟件建立光伏升壓變壓器磁場二維分析模型；

步驟二、建立合適大小的空氣區域，包圍輸電電纜的分析區域；

步驟三、設置輸電電纜的材料屬性，非磁性材料的相對磁導率設置為1，磁性材料的磁導率根據B-H曲線設定；

步驟四、對光伏升壓變壓器磁場二維分析模型進行劃分網格，保證網格劃分規整和細化；

步驟五、對光伏升壓變壓器磁場二維分析模型施加電流密度；

步驟六、定義分析所需的磁力線平行邊界條件；

步驟七、通過Ansys軟件靜磁場求解器進行仿真分析，得出光伏升壓變壓器整體磁場分布；

步驟八、定義光伏升壓變壓分析軸向路徑，得出在軸向路徑上的磁場分布。

所述Ansys靜磁場求解器可以計算由直流電流恒定激勵源所激勵的恒定磁場，可對非線性材料進行分析，靜磁場求解器中矢量磁位A滿足的方程如下：

。

所述方程式中，Az(x,y)為矢量磁位Z軸分量，Jz(x,y)為電流流動截面的電流密度，ur為求解域中材料相對磁導率，u0為真空磁導率。可解釋為，通過給定的激勵源Jz(x,y)靜磁場求解器可以計算出求解域內各個點的矢量磁位。J和A都是矢量，Z軸方向的激勵只產生Z軸方向的矢量磁位分量。

所述方程由麥克斯韋方程推導得出，具體過程如下：

在靜態磁場中，磁場強度滿足安培環路定律：

根據麥克斯韋方程

又有