CN105353235B - 一种变压器参数估计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器参数估计方法。该方法包括步骤：取变压器各侧的原有参数和遥测数据；所有量测有效的情况下对量测进行一阶滞后滤波；计算两绕组高压侧额定电压或三绕组高压侧和中压侧额定电压；计算双绕组电抗参数。本发明具有稳定性强、简单、实用性强的特点。

Description

一种变压器参数估计方法

技术领域

本发明涉及电力和自动化技术领域，尤其涉及一种变压器参数估计方法。

背景技术

随着电网的快速发展，电网规模日益庞大、电网结构日益复杂，设备参数不准确的问题已经显现，存在理论参数与实际参数不一致、实测测量误差、实际运行参数变化以及人员录入错误等问题。

其中变压器参数的对错对状态估计结果有很大的影响，并使得相关应用软件如潮流计算、理论线损计算等等与现场实际运行出现较大的偏差，从而降低整个EMS系统应用软件的实用化水平，并影响调度运行人员对相关应用软件的使用信心。而现有的技术是直接估计档位，档位估计结果容易受不确定因素的干扰，稳定性不强。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种变压器参数估计方法，稳定性强，方法简单、便于实施。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种变压器参数估计方法，包括：

判断待估计的变压器为双绕组变压器还是三绕组变压器；

若待估计的变压器为双绕组变压器，则分别量测变压器高压、低压侧的有功功率、无功功率、电压和电流；

当量测到的数据有效时，对量测的有功功率、无功功率、电压和电流数据进行一阶滞后滤波处理；

根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧的有功功率、无功功率和电压计算得到双绕组变压器高压侧的额定电压估计值；

根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧无功功率、高压侧电流和电压、低压侧电流和电压计算得变压器电抗估计值；

若待估计的变压器为三绕组变压器，则分别量测变压器高压、中压、低压侧的有功功率、无功功率和电压；

当量测到的数据有效时，对量测的有功功率、无功功率和电压数据进行一阶滞后滤波处理；

根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压、中压、低压侧的有功功率、无功功率和电压计算得到三绕组变压器高压侧和中压侧的额定电压估计值。

进一步的，所述根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧的有功功率、无功功率和电压计算得到双绕组变压器高压侧的额定电压估计值，具体包括：

在变压器低压侧和等值阻抗之间增加虚拟节点，并根据一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧的有功功率P₁、无功功率Q₁和电压U₁计算得到虚拟节点电压U'₂，其中，式中，R为变压器等值电阻，X为变压器等值电抗；

根据所述虚拟节点电压U'₂和变压器低压侧额定电压U₂计算得到变压器变比k，其中

根据所述变压器变比k和变压器低压侧额定电压U_2N计算得到变压器高压侧的额定电压估计值U_1Ncal，其中，式中，T为主变分接头档位，step为主变分接头步长。

进一步的，所述根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧无功功率、高压侧电流和电压、低压侧电流和电压计算得变压器电抗估计值，具体包括：

根据高压侧电流I₁和低压侧电流I₂计算得到变比k'，其中，

根据所述变比k'、高压侧无功功率Q₁、高压侧电压U₁和低压侧电压U₂计算得到变压器电抗估计值X_cal，其中，

进一步的，所述根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压、中压、低压侧的有功功率、无功功率和电压计算得到三绕组变压器高压侧和中压侧的额定电压估计值，具体包括：

分别在变压器高压侧和等值阻抗之间、中压侧和等值阻抗之间、低压侧和中性点之间增加一个虚拟节点，并计算高压、中压、低压侧虚拟节点电压U'₁、U'₂、U'₃，其中，

式中，R₁、R₂、R₃分别为变压器高压、中压和低压侧等值电阻，X₁、X₂、X₃分别为变压器高压、中压和低压侧等值电抗；

根据高压、中压、低压侧虚拟节点电压U'₁、U'₂、U₃'计算得到高压中压侧变比k₃₁和中压低压侧变比k₃₂，其中，

根据高压中压侧变比k₃₁和中压低压侧变比k₃₂计算得到高压侧额定电压估计值U_1Ncal和中压侧额定电压估计值U_2Ncal，其中， 式中，U_3N为低压侧额定电压，T₃₁、T₃₂分别为高压低压绕组、中压低压绕组分接头档位，step₃₁、step₃₂分别为高压低压绕组、中压低压绕组分接头步长。

实施本发明，具有如下有益效果：本发明是基于变压器的等值模型基础上，通过变压器已有参数和各侧遥测数据，简单准确地分析双卷变高压侧额定电压和电抗，三卷变高、中侧额定电压估计值，稳定性高，不会受其他因素干扰，同时方法简单、便于实施，具有很好的实用性，为自动化维护人员提供直接的反映参数和量测不匹配关系。通过该分析方法给出的偏差结果可以确定相应绕组额定电压参数、分接头参数、主变电压量测存在错误，进而修正参数或者量测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的变压器参数估计方法的一个实施例的流程示意图；

图2是典型双绕组变压器的等值电路；

图3是典型三绕组变压器的等值电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明提供的变压器参数估计方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示，包括步骤：

S101、判断待估计的变压器为双绕组变压器还是三绕组变压器。

S102、若待估计的变压器为双绕组变压器，则分别量测变压器高压、低压侧的有功功率、无功功率、电压和电流。

S103、当量测到的数据有效时，对量测的有功功率、无功功率、电压和电流数据进行一阶滞后滤波处理。

其中，一阶滞后滤波处理能够防止数据跳变，防止影响后续的数据计算结果。

S104、根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧的有功功率、无功功率和电压计算得到双绕组变压器高压侧的额定电压估计值。

具体的，步骤S104包括步骤：

S1041、在变压器低压侧和等值阻抗之间增加虚拟节点，如图2所示，并根据一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧的有功功率P₁、无功功率Q₁和电压U₁计算得到虚拟节点电压U'₂，其中，式中，R为变压器等值电阻，X为变压器等值电抗；

S1042、根据所述虚拟节点电压U'₂和变压器低压侧额定电压U₂计算得到变压器变比k，其中

S1043、根据所述变压器变比k和变压器低压侧额定电压U_2N计算得到变压器高压侧的额定电压估计值U_1Ncal，其中，式中，T为主变分接头档位，step为主变分接头步长。

S105、根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧无功功率、高压侧电流和电压、低压侧电流和电压计算得变压器电抗估计值.

具体的，步骤S105包括步骤：

S1051、根据高压侧电流I₁和低压侧电流I₂计算得到变比k'，其中，

S1052、根据所述变比k'、高压侧无功功率Q₁、高压侧电压U₁和低压侧电压U₂计算得到变压器电抗估计值X_cal，其中，

其中，将带入R<<X，忽略R项，并且由于电压降落的横分量较小，也同时忽略，从而得到

S106、若待估计的变压器为三绕组变压器，则分别量测变压器高压、中压、低压侧的有功功率、无功功率和电压。

S107、当量测到的数据有效时，对量测的有功功率、无功功率和电压数据进行一阶滞后滤波处理。

S108、根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压、中压、低压侧的有功功率、无功功率和电压计算得到三绕组变压器高压侧和中压侧的额定电压估计值。

具体的，步骤S108包括步骤：

S1081、分别在变压器高压侧和等值阻抗之间、中压侧和等值阻抗之间、低压侧和中性点之间增加一个虚拟节点，如图3所示，并计算高压、中压、低压侧虚拟节点电压U'₁、U'₂、U'₃，其中，

式中，R₁、R₂、R₃分别为变压器高压、中压和低压侧等值电阻，X₁、X₂、X₃分别为变压器高压、中压和低压侧等值电抗；

S1082、根据高压、中压、低压侧虚拟节点电压U'₁、U'₂、U'₃计算得到高压中压侧变比k₃₁和中压低压侧变比k₃₂，其中，

S1083、根据高压中压侧变比k₃₁和中压低压侧变比k₃₂计算得到高压侧额定电压估计值U_1Ncal和中压侧额定电压估计值U_2Ncal，其中，式中，U_3N为低压侧额定电压，T₃₁、T₃₂分别为高压低压绕组、中压低压绕组分接头档位，step₃₁、step₃₂分别为高压低压绕组、中压低压绕组分接头步长。

实施本发明，具有如下有益效果：本发明是基于变压器的等值模型基础上，通过变压器已有参数和各侧遥测数据，简单准确地分析双卷变高压侧额定电压和电抗，三卷变高、中侧额定电压估计值，稳定性高，不会受其他因素干扰，同时方法简单、便于实施，具有很好的实用性，为自动化维护人员提供直接的反映参数和量测不匹配关系。通过该分析方法给出的偏差结果可以确定相应绕组额定电压参数、分接头参数、主变电压量测存在错误，进而修正参数或者量测。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种变压器参数估计方法，其特征在于，包括：

判断待估计的变压器为双绕组变压器还是三绕组变压器；

若待估计的变压器为双绕组变压器，则分别量测变压器高压、低压侧的有功功率、无功功率、电压和电流；

当量测到的数据有效时，对量测的有功功率、无功功率、电压和电流数据进行一阶滞后滤波处理；

根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧的有功功率、无功功率和电压计算得到双绕组变压器高压侧的额定电压估计值；

根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧无功功率、高压侧电流和电压、低压侧电流和电压计算得变压器电抗估计值；

若待估计的变压器为三绕组变压器，则分别量测变压器高压、中压、低压侧的有功功率、无功功率和电压；

当量测到的数据有效时，对量测的有功功率、无功功率和电压数据进行一阶滞后滤波处理；

根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压、中压、低压侧的有功功率、无功功率和电压计算得到三绕组变压器高压侧和中压侧的额定电压估计值。

2.如权利要求1所述的变压器参数估计方法，其特征在于，所述根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧的有功功率、无功功率和电压计算得到双绕组变压器高压侧的额定电压估计值，具体包括：

在变压器低压侧和等值阻抗之间增加虚拟节点，并根据一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧的有功功率P₁、无功功率Q₁和电压U₁计算得到虚拟节点电压U'₂，其中，式中，R为变压器等值电阻，X为变压器等值电抗；

根据所述虚拟节点电压U'₂和变压器低压侧额定电压U₂计算得到变压器变比k，其中

根据所述变压器变比k和变压器低压侧额定电压U_2N计算得到变压器高压侧的额定电压估计值U_1Ncal，其中，式中，T为主变分接头档位，step为主变分接头步长。

3.如权利要求1所述的变压器参数估计方法，其特征在于，所述根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压侧无功功率、高压侧电流和电压、低压侧电流和电压计算得变压器电抗估计值，具体包括：

根据高压侧电流I₁和低压侧电流I₂计算得到变比k'，其中，

根据所述变比k'、高压侧无功功率Q₁、高压侧电压U₁和低压侧电压U₂计算得到变压器电抗估计值X_cal，其中，

4.如权利要求1所述的变压器参数估计方法，其特征在于，所述根据所述一阶滞后滤波处理后的变压器高压、中压、低压侧的有功功率、无功功率和电压计算得到三绕组变压器高压侧和中压侧的额定电压估计值，具体包括：

分别在变压器高压侧和等值阻抗之间、中压侧和等值阻抗之间、低压侧和中性点之间增加一个虚拟节点，并计算高压、中压、低压侧虚拟节点电压U₁'、U'₂、U₃'，其中，

式中，R₁、R₂、R₃分别为变压器高压、中压和低压侧等值电阻，X₁、X₂、X₃分别为变压器高压、中压和低压侧等值电抗；

根据高压、中压、低压侧虚拟节点电压U₁'、U'₂、U₃'计算得到高压中压侧变比k₃₁和中压低压侧变比k₃₂，其中，

根据高压中压侧变比k₃₁和中压低压侧变比k₃₂计算得到高压侧额定电压估计值U_1Ncal和中压侧额定电压估计值U_2Ncal，其中， 式中，U_3N为低压侧额定电压，T₃₁、T₃₂分别为高压低压绕组、中压低压绕组分接头档位，step₃₁、step₃₂分别为高压低压绕组、中压低压绕组分接头步长。