CN107908906A - 一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法 - Google Patents

一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107908906A
CN107908906A CN201711321796.0A CN201711321796A CN107908906A CN 107908906 A CN107908906 A CN 107908906A CN 201711321796 A CN201711321796 A CN 201711321796A CN 107908906 A CN107908906 A CN 107908906A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transformer
power plant
wind power
surge current
excitation surge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711321796.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107908906B (zh
Inventor
梁晓斌
丁理杰
李甘
魏巍
王曦
孙昕炜
唐伦
李燕
李鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201711321796.0A priority Critical patent/CN107908906B/zh
Publication of CN107908906A publication Critical patent/CN107908906A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107908906B publication Critical patent/CN107908906B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/36—Circuit design at the analogue level
    • G06F30/367—Design verification, e.g. using simulation, simulation program with integrated circuit emphasis [SPICE], direct methods or relaxation methods
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Abstract

本发明公开了一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，包括步骤1：建立风电场升压变压器电磁场仿真模型；步骤2：建立电网等效电路模型；步骤3：根据步骤1和2建立风电场升压变压器‑电网场路耦合仿真模型；步骤4：基于步骤3建立的风电场升压变压器‑电网场路耦合仿真模型，进行风电场升压变压器励磁涌流现象仿真，根据仿真结果得到变压器高、低压侧励磁涌流电流大小。本发明一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，通过采用风电场升压变压器电磁场模型和电网等效电路模型耦合的仿真方法，准确仿真计算出风电场升压变压器励磁涌流大小，解决了目前等效电路仿真结果准确性的不足，通过本方法能对电力系统长远发展有良好的适应性。

Description

一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法
技术领域
本发明涉及电力系统仿真方法研究领域，尤其涉及一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法。
背景技术
随着我国电力事业不断向前发展，风力发电场接入电网的数量越来越多，装机规模越来越大，因此风电场升压变压器励磁涌流现象发生越发频繁。该现象产生的变压器高、低压侧电流对风电场设备造成一定的危害，有必要开展仿真研究，准确计算励磁涌流电流大小，为风险防范措施的制定提供计算依据。
目前对风电场升压变压器励磁涌流现象的仿真，多是采用电路等效仿真方法，该方法能够通过建立变压器电路等效模型仿真计算励磁涌流大小，但是不能准确计算变压器结构等因素对励磁涌流电流大小的影响。而采用风电场升压变压器电磁场模型和电网等效电路模型耦合的仿真方法可以更为准确计算励磁涌流电流大小。
发明内容
本发明提供了一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，解决了目前等效电路仿真结果准确性的不足，通过本方法能准确的仿真计算出风电场升压变压器励磁涌流大小，对电力系统长远发展有良好的适应性。
本发明通过下述技术方案实现：
一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，包括以下步骤：
步骤1：利用变压器结构参数和电气参数,建立风电场升压变压器电磁场仿真模型；
步骤2：利用风电场并网侧电网参数，建立电网等效电路模型；
步骤3：基于步骤1得到的风电场升压变压器电磁场仿真模型和步骤2得到的电网等效电路模型，建立风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型；
步骤4：基于步骤3建立的风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型，进行风电场升压变压器励磁涌流现象仿真，并计算得变压器高、低压侧励磁涌流电流大小。
本发明通过采用风电场升压变压器电磁场模型和电网等效电路模型耦合的仿真方法，准确仿真计算出风电场升压变压器励磁涌流大小，解决了目前等效电路仿真结果准确性的不足，通过本方法能对电力系统长远发展有良好的适应性。
具体地讲，所述步骤1中的仿真模型是风电场升压变压器电磁场有限元模型。
具体地讲，所述步骤2中风电场并网侧电网参数包括：电网等效电压源的波形、幅值、频率，以及电网等效阻抗的大小。
具体地讲，所述步骤3中的具体步骤为：通过场路耦合仿真模型内部子模型之间的实时交互计算，实现风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型的联合仿真计算。
具体地讲，所述步骤4是利用风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型进行风电场升压变压器励磁涌流现象仿真，根据仿真结果得到变压器高、低压侧励磁涌流电流大小。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，通过采用风电场升压变压器电磁场模型和电网等效电路模型耦合的仿真方法，准确仿真计算出风电场升压变压器励磁涌流大小，解决了目前等效电路仿真结果准确性的不足，通过本方法能对电力系统长远发展有良好的适应性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为风电场升压变压器电磁场模型；
图2为电网等效电路模型；
图3为风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型；
图4为风电场升压变励磁涌流现象的高低压侧电流仿真结果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1至4所示，本发明一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，按照以下步骤进行：
步骤1、利用变压器结构参数和电气参数,建立风电场升压变压器电磁场仿真模型，包括：该变压器铁芯的电磁场分布，满足下式所示：
其中，A为磁矢量位，Je为电流源密度，μ是磁导率；参数如表1所示：
表1变压器结构、电气参数
由此建立的变压器电磁场仿真模型如图1所示,图中为变压器的铁芯和绕组。
步骤2、利用风电场并网侧电网参数，建立电网等效电路模型，具体包括：风电场升压变压器接入电网端口的电压方程，如下式所示：
其中，uA,uB,uC为变压器并网端口三相交流电压，Ea,Eb,Ec为电网侧的等效三相交流电流，r为电网等效阻抗；
步骤3、基于步骤1和步骤2的变压器电磁场模型和电网等效电路模型，利用场路耦合仿真计算方法，建立风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型，具体包括：由式(1)、(2)，得到场路耦合感应电势方程，如下式所示：
其中(ψa、ψb和ψc)为变压器三相绕组磁链。图2为场路耦合部分，右侧为变压器场模型，左侧为电网路模型。图3为风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型，用于展开耦合仿真计算。
步骤4、利用步骤3建立的风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型，进行风电场升压变压器励磁涌流现象仿真，根据仿真结果得到变压器高、低压侧励磁涌流电流大小。
励磁涌流电流的计算仿真结果如图4所示，图中显示了高、低压侧电流的幅值、频率和波形，幅值较大者为低压侧电流。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：利用变压器结构参数和电气参数,建立风电场升压变压器电磁场仿真模型；
步骤2：利用风电场并网侧电网参数，建立电网等效电路模型；
步骤3：基于步骤1得到的风电场升压变压器电磁场仿真模型和步骤2得到的电网等效电路模型，建立风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型；
步骤4：基于步骤3建立的风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型，进行风电场升压变压器励磁涌流现象仿真，并计算得变压器高、低压侧励磁涌流电流大小。
2.根据权利要求1所述的一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，其特征在于所述步骤1中的仿真模型是风电场升压变压器电磁场有限元模型。
3.根据权利要求1所述的一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，其特征在于所述步骤2中风电场并网侧电网参数包括：电网等效电压源的波形、幅值、频率，以及电网等效阻抗的大小。
4.根据权利要求3所述的一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，其特征在于所述步骤3中的具体步骤为：通过场路耦合仿真模型内部子模型之间的实时交互计算，实现风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型的联合仿真计算。
5.根据权利要求4所述的一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法，其特征在于所述步骤4是利用风电场升压变压器-电网场路耦合仿真模型进行风电场升压变压器励磁涌流现象仿真，根据仿真结果得到变压器高、低压侧励磁涌流电流大小。
CN201711321796.0A 2017-12-12 2017-12-12 一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法 Active CN107908906B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711321796.0A CN107908906B (zh) 2017-12-12 2017-12-12 一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711321796.0A CN107908906B (zh) 2017-12-12 2017-12-12 一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107908906A true CN107908906A (zh) 2018-04-13
CN107908906B CN107908906B (zh) 2021-08-24

Family

ID=61865607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711321796.0A Active CN107908906B (zh) 2017-12-12 2017-12-12 一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107908906B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109541362A (zh) * 2019-01-10 2019-03-29 广东电网有限责任公司 一种变压器涌流分析方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129654A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Tokyo Electric Power Co Inc:The 電力系統解析方法とその方法を実現するためのプログラム
CN102545156A (zh) * 2012-01-13 2012-07-04 中国电力科学研究院 一种直流偏磁时励磁电流仿真计算方法及其装置
CN103715684A (zh) * 2013-12-10 2014-04-09 国家电网公司 一种评估励磁涌流引发电压严重畸变风险的方法
CN104809274A (zh) * 2015-04-13 2015-07-29 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种电力变压器铁心振动分析计算方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129654A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Tokyo Electric Power Co Inc:The 電力系統解析方法とその方法を実現するためのプログラム
CN102545156A (zh) * 2012-01-13 2012-07-04 中国电力科学研究院 一种直流偏磁时励磁电流仿真计算方法及其装置
CN103715684A (zh) * 2013-12-10 2014-04-09 国家电网公司 一种评估励磁涌流引发电压严重畸变风险的方法
CN104809274A (zh) * 2015-04-13 2015-07-29 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种电力变压器铁心振动分析计算方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
魏巍 等: "基于变压器动态非线性模型励磁涌流的研究", 《电测与仪表》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109541362A (zh) * 2019-01-10 2019-03-29 广东电网有限责任公司 一种变压器涌流分析方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107908906B (zh) 2021-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104638678B (zh) 一种多风机并网谐振分析方法
Tatematsu et al. Three-dimensional FDTD calculation of lightning-induced voltages on a multiphase distribution line with the lightning arresters and an overhead shielding wire
CN103020385B (zh) 基于RTDS电网500kV主网建模仿真系统
CN103969552B (zh) 一种分布式发电系统的谐波源定位分析方法
CN104573245B (zh) 一种特高压输电线路中地线损耗的计算方法
CN103245826A (zh) 配电线路雷电感应电压确定方法及系统
CN103412199B (zh) 一种同塔多回输电线路不平衡度的计算方法
CN109066694A (zh) 含线间潮流控制器的电力系统的多目标潮流优化方法
CN106649935A (zh) 一种特高压变压器空载直流偏磁励磁电流实时计算方法
CN103678819A (zh) 一种配电变压器节能量测量与评估方法
CN109783895A (zh) 一种含分布式电源的电力系统混合仿真方法及系统
CN109301870A (zh) 一种电力电子多馈入电力系统容量优化方法
CN107104432B (zh) 一种分布式电源接入点电压的计算方法
CN106021652B (zh) 一种大地土壤立体电阻网络模型的建立方法
CN107908906A (zh) 一种风电场升压变压器励磁涌流现象仿真方法
Wang et al. Calculation of ion-flow field near the crossing of HVdc transmission lines using equivalent corona conductors
CN106230013B (zh) 高压直流不同方式运行下交流分量沿线路传递解析方法与建模
CN204557576U (zh) 一种实现电网统计线损同期性的系统
CN105514981B (zh) 一种基于建筑信息模型的光伏逆变器接入位置优化方法
CN105977967B (zh) 一种电力系统中负电阻的消去方法
CN108254618A (zh) 一种考虑谐波因素的低压配电网损耗计算方法
CN107976574A (zh) 一种复杂谐波情况下输电线路等效电阻的计算方法
CN104809322A (zh) 一种建立变压器铁心频变涡流模型的新方法
CN106156523A (zh) 一种计算阀厅金具表面电场的方法
CN104810827B (zh) 计及并联电抗器和电晕损耗的线路最优传输功率计算方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant