[發(fā)明專利]一種基于RTDS主變壓器空載沖擊的仿真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810431626.6
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108647427B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏小軍;林濟(jì)鏗;江偉;向先保;馬紅星;顧秋斌;張紹久;唐碩;劉延超;蔡涵穎;傅煜;馬鐵軍;陳鍵;楊立影;翟常營;葉二鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 福建福清核電有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)主變壓器空載沖擊的仿真方法，尤其是涉及一種基于RTDS主變壓器空載沖擊的仿真方法。包括以下步驟：建立基于RTDS變壓器空載沖擊仿真模型，其中發(fā)電機(jī)模型、變壓器模型、π型線路以及等值模型依次相連；提出主變壓器空載沖擊導(dǎo)致的功率波動的抑制策略：采用分相合閘，保證每一相都是在理想合閘角α＝90°時合閘，所產(chǎn)生勵磁涌流大小最小。本發(fā)明建立了基于RTDS的主變壓器空載沖擊仿真模型，并提出功率震蕩抑制策略方法，在保證仿真模型的高效準(zhǔn)確性的同時，又提出了有效的抑制問題的解決辦法，使得主變壓器空載沖擊過程對于電網(wǎng)及電廠的影響降到最低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)主變壓器空載沖擊的仿真方法，尤其是涉及一種基于RTDS主變壓器空載沖擊的仿真方法。

背景技術(shù)

大型電廠在空載沖擊主變壓器時，由于主變壓器勵磁繞組的飽和影響，使得高壓母線易出現(xiàn)瞬間的低電壓，在調(diào)速系統(tǒng)功率閉環(huán)運(yùn)行方式下，相應(yīng)容易導(dǎo)致同廠其它機(jī)組的電磁功率波動，嚴(yán)重情況下甚至?xí)鹌渌鼨C(jī)組的跳閘解列而發(fā)生惡性事故。由于空載沖擊主變壓器是大型電廠的一項(xiàng)經(jīng)常性的操作，如何對于主變壓器空載沖擊過程的機(jī)理進(jìn)行仿真分析，并基于此提出有效的低電壓及功率波動抑制策略，從而使得主變壓器空載沖擊過程對于電網(wǎng)及電廠的影響降到最低，是一個既有理論意義又有實(shí)際工程需要的課題。

相關(guān)研究人員對于主變壓器空載沖擊過程的仿真建模、機(jī)理、抑制策略進(jìn)行了研究，并取得了有效成果。具體包括三類：

第一類基于錄波信息的主變壓器空載沖擊過程分析及控制研究。該類方法通過對現(xiàn)場主變壓器空載沖擊過程進(jìn)行錄波，分析功率波動及勵磁涌流波形，對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行理論分析，并提出一些相應(yīng)的防范措施。該類方法雖然對主變壓器空載沖擊過程的錄波波形進(jìn)行理論分析，并提出低電壓及功率波動抑制方法，但其所提出的方法還只是概念性的，并沒有相應(yīng)的仿真及試驗(yàn)驗(yàn)證，其有效性需要進(jìn)一步論證。

第二類主變壓器空載沖擊過程勵磁涌流的抑制研究。近年來提出了通過外部串聯(lián)電阻來抑制主變壓器空載沖擊過程的勵磁涌流，相應(yīng)抑制其過低電壓；該方法具有很好的勵磁電流抑制作用，但需要外接電阻，從而導(dǎo)致其過程相應(yīng)復(fù)雜。另一種方法是通過控制電壓合閘角的方式來抑制勵磁涌流，該方法有效，但如何進(jìn)行合閘角的有效控制，也是一個需要進(jìn)一步探討的問題。

第三類基于Matlab的主變壓器空載沖擊過程仿真建模研究。該類方法基于Matlab仿真工具對主變壓器空載沖擊導(dǎo)致的功率波動現(xiàn)象進(jìn)行仿真建模分析，從而找到影響其低電壓及功率波動的主要影響因素。該方法從仿真建模角度而言，其建模及分析過程是有效的，但由于Matlab仿真工具若進(jìn)行實(shí)時閉環(huán)仿真時，需要專門設(shè)計相應(yīng)的接口，而該接口的設(shè)計相對比較復(fù)雜，因此該方法的工程推廣存在一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種計算精度高、適用性廣、推廣性強(qiáng)、靈活性大的基于RTDS主變壓器空載沖擊的仿真方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種基于RTDS主變壓器空載沖擊的仿真方法，包括以下步驟：

步驟一：建立基于RTDS變壓器空載沖擊仿真模型，其中發(fā)電機(jī)模型、變壓器模型、π型線路以及等值模型依次相連；

步驟二：提出主變壓器空載沖擊導(dǎo)致的功率波動的抑制策略：采用分相合閘，保證每一相都是在理想合閘角α＝90°時合閘，所產(chǎn)生勵磁涌流大小最小。

所述的步驟一中發(fā)電機(jī)模型為自定義勵磁調(diào)速系統(tǒng)模型；變壓器模型為YNd11的統(tǒng)一磁路模型三相變壓器模型。

所述的步驟二具體為：(a)求取外部網(wǎng)絡(luò)的自導(dǎo)納傳遞函數(shù)，建立基于頻率響應(yīng)的外部網(wǎng)絡(luò)等值模型；(b)建立基于統(tǒng)一磁路模型的變壓器飽和模型，建模根據(jù)三相變壓器的接線方式，對三個單相變壓器進(jìn)行連接而形成所需要的接線方式；(c)建立六階同步發(fā)電機(jī)模型、自定義調(diào)速系統(tǒng)一次調(diào)頻控制，執(zhí)行機(jī)構(gòu)油動機(jī)，以及汽輪機(jī)模型。