[發明專利]一種調相機暫穩態參數實時提取方法及裝置

有效

• 申請號: 202110787529.2
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113239601B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 舒展;陳波;潘本仁;程思萌;陶翔;汪碩承;閔澤鶯;鄒進
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/30;H02J3/00;H02J3/16
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務所(普通合伙) 36136
• 代理人: 金一嫻

本發明公開一種調相機暫穩態參數實時提取方法及裝置，包括以下步驟：S1：對同步調相機電磁有限元建模；S2：建立含勵磁控制的調相機電磁仿真模型，并提取故障發生時的電流數據；S3：將電流數據導入場路耦合有限元模型中“路”的部分得到第一求解模型，在某一運行電壓下進行非線性時域電磁場仿真，并求解飽和狀態下的同步調相機磁導率分布，并將其鎖定導出；S4：將同步調相機磁導率分布導入至第二求解模型，并進行凍結磁導率狀態下的線性電磁場仿真，線性求解定子磁鏈；S5：基于定子磁鏈求解2D有限元模型，計算得到調相機暫穩態參數。通過考慮不同電網電壓故障對定轉子磁場分布的影響，獲取更加準確的同步調相機暫穩態參數。

技術領域

本發明屬于同步調相機參數計算技術領域，尤其涉及一種調相機暫穩態參數實時提取方法及裝置。

背景技術

相比于SVC/SVG等無功補償裝置，大容量調相機具備更高的可靠性和更強暫態能力，能顯著改善直流換相失敗、抑制系統暫態過電壓，因此在直流輸電系統中得到重要應用。調相機的暫態無功能力和對系統電壓穩定的支持能力直接取決于其暫穩態參數。能否準確地實時計算暫穩態參數，是準確評估調相機暫態無功能力的關鍵。然而，目前在電機設計和仿真中，未計及不同電網電壓故障對定轉子磁場分布的影響，認為不同運行工況下暫穩態參數為一個定值，實際上不同電網電壓故障會影響暫穩態參數值，受故障時磁路嚴重飽和導致損耗和發熱變化，忽略電網電壓故障影響必然會造成暫穩態參數計算的不準確。

因此，為了獲取準確的調相機暫穩態參數，以評估調相機暫態無功能力、分析系統電壓安全性能，亟需一種適應電網電壓故障的調相機暫穩態參數實時提取方法及裝置。

發明內容

本發明提供一種調相機暫穩態參數實時提取方法及裝置，用于至少解決上述技術問題之一。

第一方面，本發明提供一種調相機暫穩態參數實時提取方法，包括以下步驟：S1：對同步調相機電磁有限元建模，其中，所述有限元建模包括建立2D場路耦合有限元模型；S2：建立含勵磁控制的調相機電磁仿真模型，并提取故障發生時的電流數據，其中，所述電流數據包括不同電網電壓故障時的調相機機端電流及不同勵磁控制所導致的勵磁電流；S3：將調相機機端電流及勵磁電流導入場路耦合有限元模型中“路”的部分得到第一求解模型，在某一運行電壓下進行非線性時域電磁場仿真，并求解飽和狀態下的同步調相機磁導率分布，并將其鎖定導出；S4：將所述同步調相機磁導率分布導入至第二求解模型，并進行凍結磁導率狀態下的線性電磁場仿真，線性求解定子磁鏈，其中，由于導出磁導率已包含調相機在某一運行電壓的磁場分布，第二求解模型在“路”的部分無需加入新的激勵，所述第二求解模型的磁場激勵加載方式為：，，式中，分別為定子A相電流、定子B相電流以及定子C相電流，為電流峰值，為電角頻率，為定子A相初始相位角，為勵磁電流；所述定子磁鏈計算的表達式為：，式中，為一匝內的電流密度，為矢量磁位，為區域的體積，為匝數，l為閉合環路；S5：基于定子磁鏈求解2D有限元模型，計算得到調相機暫穩態參數。