CN114884410A - 基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制方法，其中，该方法包括：首先根据待调节电压与目标电压的幅值相角差，确定目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图类型，再依据调节向量图分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组的极性，以及计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，最后基于确定的目标相调压绕组和目标相调相绕组的极性及档位，对移相变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的极性和档位进行调节，以实现对第二母线电压相角和幅值进行准确调节，使其最大限度接近第一母线电压，保证合环时两侧电源电压向量差最小，达到合环电流最小的目的，从而实现安全合环。

Description

基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制方法

技术领域

本发明涉及电网系统技术领域，尤其涉及一种基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制方法。

背景技术

合环调电是指在某回电源进线(或进线元件)因检修需要退出运行时，将由其供电的负荷转移到与之相邻的其他母线或馈线上，实现不停电倒负荷。合环调电可以减少用户的停电时间，提高供电的可靠性和公众对电力服务的满意度。

但合环调电在具体实施过程中，往往会因为合环开关两侧电压相角和幅值存在一定的偏差，使得直接合环可能导致合环电流过大，从而引起设备过载、继电保护误动、短路电流超标等风险，威胁电力设备安全和电网稳定运行。

因此，亟待提出一种方法来实现对一侧母线电压相角和幅值进行准确调节，使其最大限度接近另一侧母线电压，保证合环时两侧电源电压向量差最小，达到合环电流最小的目的，从而实现安全合环。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制方法，可以解决现有技术中的合环调电在具体实施过程中，往往会因为合环开关两侧电压相角和幅值存在一定的偏差，使得直接合环可能导致合环电流过大，从而引起设备过载、继电保护误动、短路电流超标等风险，威胁电力设备安全和电网稳定运行等问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制方法，所述方法包括：

当电力系统进行合环调电时，获取合环开关一侧的第一母线的第一电压幅值和第一电压相角，以及合环开关另一侧的第二母线的第二电压幅值和第二电压相角，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下，移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图类型，其中，所述调节向量图由第一电压向量、第二电压向量、移相变压器内串联变压器的一次侧绕组中间抽头电压向量、励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差以及目标相调压绕组电压向量构成，所述目标相为励磁变压器内的任意一相；

根据所述调节向量图类型，确定目标相调压绕组和目标相调相绕组的极性，并分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，基于确定的目标相调压绕组的极性和档位，对目标相调压绕组的极性和档位进行调节以及基于确定的目标相调相绕组的极性和档位，对目标相调相绕组的极性和档位进行调节。

在本技术方案中，通过调节励磁变压器的每一相的调压绕组和调相绕组对应的极性和档位，使得第二电压接近第一电压，减小合环时第一电压向量与第二电压向量之间的偏差，达到合环电流最小的目的，从而实现安全合环。

结合第一方面，在一种可能实现的方式中，上述根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下，移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图类型，包括：当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第一调节向量图；当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第二调节向量图；当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第三调节向量图；当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第四调节向量图。

结合第一方面，在一种可能实现的方式中，上述根据所述调节向量图类型，确定目标相调压绕组和目标相调相绕组的极性，包括：

根据调节向量图内的目标相调压绕组电压向量是否为正向，确定目标相调压绕组的极性是否需要翻转，以及根据调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差是否为正向，确定目标相调相绕组的极性是否需要翻转；其中，调压绕组电压向量以向上为正向，励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差以向左为正向。

结合第一方面，在一种可能实现的方式中，上述根据调节向量图内的目标相调压绕组电压向量是否为正向，确定目标相调压绕组的极性是否需要翻转，包括：当调节向量图内的目标相调压绕组电压向量为正向时，目标相调压绕组的极性不需要翻转；当调节向量图内的目标相调压绕组电压向量不为正向时，目标相调压绕组的极性需要翻转。

结合第一方面，在一种可能实现的方式中，上述根据调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差是否为正向，确定目标相调相绕组的极性是否需要翻转，包括：当调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差为正向时，目标相调相绕组的极性不需要翻转；当调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差不为正向时，目标相的调相绕组的极性需要翻转。

结合第一方面，在一种可能实现的方式中，上述根据所述调节向量图类型，分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，包括：

当为第一调节向量图时，计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

结合第一方面，在一种可能实现的方式中，上述分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，包括：

当为第二调节向量图时，计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

结合第一方面，在一种可能实现的方式中，上述分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，包括：

当为第三调节向量图时，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

结合第一方面，在一种可能实现的方式中，上述分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位和变比，包括：

当为第四调节向量图时，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

为实现上述目的，本发明第二方面提供一种基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制装置，所述装置包括：

确定模块：当用于电力系统进行合环调电时，获取合环开关一侧的第一母线的第一电压幅值和第一电压相角，以及合环开关另一侧的第二母线的第二电压幅值和第二电压相角，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下，移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图类型

调节模块：用于根据所述调节向量图的类型，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的极性，并分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，基于确定的调压绕组的极性和档位，对目标相调压绕组的极性和档位进行调节以及基于确定的调相绕组的极性和档位，对目标相调相绕组的极性和档位进行调节。

采用本发明实施例，具有如下有益效果：通过获取合环开关一侧的第一母线的第一电压幅值和第一电压相角，以及合环开关另一侧的第二母线的第二电压幅值和第二电压相角，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下，移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图的类型，根据调节向量图的类型，确定目标相调压绕组和目标相调相绕组的极性，并分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，基于确定的目标相调压绕组的极性和档位，对目标相调压绕组的极性和档位进行调节以及基于确定的目标相调相绕组的极性和档位，对目标相调相绕组的极性和档位进行调节。本技术方案中，通过调节励磁变压器的每一相绕组的调压绕组和调相绕组对应的极性和档位，使得第二电压接近第一电压，减小合环时第一电压向量与第二电压向量之间的偏差，达到合环电流最小的目的，从而实现安全合环。

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。

其中：

图1为本发明实施例中一种基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制方法的流程示意图；

图2(a)、图2(b)、图2(c)以及图2(d)为本发明实施例中四种调节向量图；

图3为本发明实施例中一种双芯对称移相变压器基本结构示意图；

图4为本发明实施例中一种移相变压器调节向量图；

图5(a)、图5(b)、图5(c)以及图5(d)为本发明实施例中四种调节需求对应的调节向量图；

图6为本发明实施例中一种基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制装置的结构框图；

图7为本发明实施例中计算机设备的结构框图。

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。

为解决合环调电在具体实施过程中，因为合环开关两侧电压相角和幅值存在一定的偏差，使得直接合环可能导致合环电流过大，从而引起设备过载、继电保护误动、短路电流超标等风险，威胁电力设备安全和电网稳定运行的问题，本发明实施例提供了一种基于移相变压器控制合环调电方法来实现对一侧母线电压相角和幅值进行准确调节，使其最大限度接近另一侧母线电压，保证合环时两侧电源电压向量差最小，达到合环电流最小的目的，从而实现安全合环。

参照图1，图1为本发明实施例提供的一种基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制方法的流程示意图，如图1所示，该方法具体步骤如下：

步骤S101、当电力系统进行合环调电时，获取合环开关一侧的第一母线的第一电压幅值和第一电压相角，以及合环开关另一侧的第二母线的第二电压幅值和第二电压相角，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下，移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图类型。

为了当电力系统进行合环调电时，使得第二母线的第二电压幅值接近第一母线的第一电压幅值，实现减少合环开关两侧的电压幅值差值，本实施例通过调节移相变压器中励磁变压器的三相对应的调压绕组的极性和档位以及调相绕组的极性和档位来实现，而由于在本实施例中，调压绕组的极性和档位以及调相绕组的极性和档位是根据调节向量图来计算确定的，因此首先要确定调节向量图。需要说明的是，因为要分别确定励磁变压器的A相、B相、C相对应的调压绕组的极性和档位以及调相绕组的极性和档位，所以目标相是指励磁变压器的三相中任意一相。

在本实施例中，根据合环调电时的调节需求确定调节向量图的类型，其中，合环调电时的调节需求是根据合环开关两侧的电压幅值之间的大小关系，以及电压相角之间的大小关系来确定的。具体为，当电力系统进行合环调电时，获取合环开关一侧的第一母线的第一电压幅值和第一电压相角，以及合环开关另一侧的第二母线的第二电压幅值和第二电压相角，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图类型。

步骤S1011、当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第一调节向量图。

步骤S1012、当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第二调节向量图。

步骤S1013、当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第三调节向量图。

步骤S1024、当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第四调节向量图。

在本实施例中，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，可以分为四种调节需求，每种调节需求对应于一种调节向量图，因此调节向量图的类型也分为了四类，参照图2(a)、图2(b)、图2(c)以及图2(d)，图2(a)、图2(b)、图2(c)以及图2(d)为本发明实施例提供的四种调节向量图，如图2(a)、图2(b)、图2(c)以及图2(d)所示，调节向量图由第一电压向量

第二电压向量

移相变压器内串联变压器的一次侧绕组中间抽头电压向量

励磁变压器内除目标相外其他两相调相绕组电压向量之间的向量差

(励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量)以及目标相的调压绕组电压向量

构成，θ表示第一电压向量

与第二电压向量

之间的相角差，

表示第一电压向量

与第二电压向量

之间的向量差的二分之一向量。其中，图2(a)为第一调节向量图、图2(b)为第二调节向量图、图2(c)为第三调节向量图、图2(d)为第四调节向量图，需要说明的是，第一调节向量图和第三调节向量图中的θc表示第一电压向量

与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量

之间的相角差，α表示第一电压向量

与第二电压向量

之间的向量差

与第一电压向量

之间的相角差，也表示为第一电压向量

与第二电压向量

之间的向量差的二分之一向量

与第一电压向量

之间的相角差；第二调节向量图和第四调节向量图中的θc表示第二电压向量

与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量

之间的相角差，α表示第一电压向量

与第二电压向量

之间的向量差

与第二电压向量

之间的相角差，也表示为第一电压向量

与第二电压向量

之间的向量差的二分之一向量

与第二电压向量

之间的相角差。

则根据合环调电时的调节需求确定调节向量图的类型，具体如下：

当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，确定调节向量图类型为第一调节向量图；当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，确定调节向量图类型为第二调节向量图；当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，确定调节向量图类型为第三调节向量图；当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，确定调节向量图类型为第四调节向量图。

步骤S102、根据所述调节向量图类型，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的极性，并分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，基于确定的目标相调压绕组的极性和档位，对目标相调压绕组的极性和档位进行调节以及基于确定的目标相调相绕组的极性和档位，对目标相调相绕组的极性和档位进行调节。

首先介绍如何根据调节向量图分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的极性。

步骤S1021、根据调节向量图内的目标相调压绕组电压向量是否为正向，确定目标相调压绕组的极性是否需要翻转，以及根据调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差是否为正向，确定目标相调相绕组的极性是否需要翻转。

在本实施例中，其目标相调压绕组的极性选择根据调节向量图内的目标相调压绕组电压向量是否为正向来确定，其目标相调相绕组的极性选择根据调节向量图内的调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差是否为正向来确定，即通过励磁变压器内除目标相外其他两相调相绕组电压向量之间的向量差是否为正向来确定。其中，调压绕组电压向量以向上为正向，励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差以向左为正向。

步骤S10211、当调节向量图内的目标相调压绕组电压向量为正向时，目标相调压绕组的极性不需要翻转。

步骤S10212、当调节向量图内的目标相调压绕组电压向量不为正向时，目标相调压绕组的极性需要翻转。

步骤S10213、当调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差为正向时，目标相调相绕组的极性不需要翻转。

步骤S10214、当调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差不为正向时，目标相调相绕组的极性需要翻转。

当调节向量图内的目标相调压绕组电压向量为正向时，说明目标相调压绕组电压向量不需要反向，则目标相调压绕组的极性不需要翻转，而当调节向量图内的目标相调压绕组电压向量不为正向时，说明目标相调压绕组电压向量需要反向，则目标相调压绕组的极性需要翻转。同理，当调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差为正向时，说明励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差不需要反向，则目标相调相绕组的极性不需要翻转，而当调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差不为正向时，说明励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差需要反向，则目标相调相绕组的极性需要翻转。

比如说，当为第一调节向量图时，根据图2(a)可知，励磁变压器内除目标相外其他两相调相绕组电压向量之间的向量差

方向向左，其为正向，目标相的调压绕组电压向量

方向向上，其也为正向，因此，

与

都不用反向，故目标相调相绕组的极性和目标相调压绕组的极性均不需要翻转。

以上介绍了如何根据调节向量图类型分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的极性，下面介绍如何根据调节向量图类型分别计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位。

步骤S1021、当为第一调节向量图时，分别计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

步骤S1022、当为第二调节向量图时，分别计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

步骤S1023、当为第三调节向量图时，分别计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

步骤S1024、当为第四调节向量图时，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

由于不同的调节向量图对应的计算方法有所差别，因此，本发明实施例提供了基于每一种调节向量图计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的方法，具体如下：

当为第一调节向量图时，计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

当为第二调节向量图时，计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

当为第三调节向量图时，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

当为第四调节向量图时，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

待分别确定了目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的极性和档位后，基于确定的目标相调压绕组的极性和档位，对目标相调压绕组的极性和档位进行调节以及基于确定的目标相调相绕组的极性和档位，对目标相调相绕组的极性和档位进行调节。

通过以上方法，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下的移相变压器内励磁变压器的目标相绕组的调节向量图的类型，根据调节向量图的类型，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位和极性，基于确定的目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位和极性，对目标相调压绕组和目标相调相绕组进行调节。其中，通过调节励磁变压器的每一相绕组的调压绕组和调相绕组对应的档位和极性，使得第二电压接近第一电压，减小合环时第一电压向量与第二电压向量之间的偏差，达到合环电流最小的目的，从而实现安全合环。

在本实施例中，上述调节向量图是基于双芯对称移相变压器的特性总结出来的，因此，本发明比较适用于一种基于双芯对称移相变压器的合环调电控制方法。为了能够更好地理解上述方法，本实施例提供了一种双芯对称移相变压器基本结构，基于双芯对称移相变压器基本结构来对上述方法进行说明。

参照图3，图3为本发明实施例提供的一种双芯对称移相变压器基本结构示意图，如图3所示，该双芯对称移相变压器基本结构主要由串联变压器ST和励磁变压器ET组成。其中，串联变压器ST的极性和档位是固定的，励磁变压器的调压绕组Em和调相绕组Ep的极性和档位是可调的。

串联变压器ST的一次绕组接入线路中，一次侧绕组中间抽头与励磁变压器ET的高压侧连接，起到励磁作用。其中，串联变压器ST包括A相绕组STa、B相绕组STb、C相绕组STc，Sa、Sb、Sc分别为串联变压器的A相绕组STa、B相绕组STb、C相绕组STc的输入侧，La、Lb、Lc分别为串联变压器的A相绕组STa、B相绕组STb、C相绕组STc的输出侧。励磁变压器ET包括A相绕组ETa、B相绕组ETb、C相绕组ETc，其中，Eam、Ebm、Ecm分别为励磁变压器ET的A相调压绕组、B相调压绕组以及C相调压绕组，Eap、Ebp、Ecp分别为励磁变压器ET的A相调相绕组、B相调相绕组以及C相调相绕组。

通过串联变压器ST一次侧绕组中间抽头感应到励磁变压器ET的A相调压绕组电压、B相调压绕组电压和C相调压绕组电压分别为Vam、Vbm、Vcm，以及A相调相绕组电压、B相调相绕组电压和C相调相绕组电压分别为Vap、Vbp、Vcp。串联变压器的A相绕组、B相绕组以及C相绕组的输入侧(电源侧)电压分别为Vsa、Vsb、Vsc，串联变压器ST的A相绕组、B相绕组以及C相绕组的输出侧(负荷侧)电压分别为Vla、Vlb、Vlc。其中，串联变压器ST一次侧绕组中间抽头电压即为励磁变压器ET一次侧电压Vo。

按照移相变压器的接入方式，得到移相变压器调节向量图，参照图4，图4为本发明实施例提供的一种移相变压器调节向量图，如图4所示，该移相变压器调节向量图由串联变压器ST中的目标相绕组的输入侧电压向量

串联变压器ST中的目标相绕组的输出侧电压向量

输出侧电压向量

与输入侧电压向量

之间的向量差

串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量

励磁变压器内除目标相外其他两相调相绕组电压向量之间的向量差

以及目标相调压绕组电压向量

构成，图4中的θ表示输入侧电压与输出侧电压之间的相角差，其中，串联变压器ST中的目标相与励磁变压器的目标相同相。

考虑一般情况，移相变压器中三相电压对称，以移相变压器内励磁变压器的A相绕组为例，图4中存在：

其中，

表示调相电压向量，其等于B相调相绕组电压向量

与C相调相绕组电压向量

之间的向量差，

表示调压绕组电压向量，其等于A相调压绕组电压向量

由于Vam、Vbm、Vcm和Vap、Vbp、Vcp分别对应的来自同一个一次绕组，因此，

和

是两组平行且对称向量，因此图4中有：

其中，

表示B相调相绕组电压向量

与C相调相绕组电压向量

之间的向量差，

表示调压绕组电压向量，其等于A相调压绕组电压向量

表示输入侧电压向量

与输出侧电压向量

之间的向量差

的二分之一向量。

按照串联变压器ST的A相绕组的输入侧电压Vs与输出侧电压Vl之间的电压幅值和相角关系，可以得到以下四种调节需求，其中，由上述可知，图4中的Vs＝Vsa，Vl＝Vla：

Vl大于Vs，且Vl相角超前Vs相角θ；

Vl小于Vs，且Vl相角超前Vs相角θ；

Vl大于Vs，且Vl相角滞后Vs相角θ；

Vl小于Vs，且Vl相角滞后Vs相角θ。

对于图4所示的的调节向量图，按照以上四种调节需求，又可以将调节向量图细分得到四种调节需求对应的调节向量图，参照图5(a)、图5(b)、图5(c)以及图5(d)，图5(a)、图5(b)、图5(c)以及图5(d)为本发明实施例提供的四种调节需求对应的调节向量图，如图5(a)、图5(b)、图5(c)以及图5(d)所示，四种调节需求对应的调节向量图由串联变压器ST中的目标相绕组的输入侧电压向量

串联变压器ST中的目标相绕组的输出侧电压向量

输入侧电压向量

与输出侧电压向量

之间的向量差的二分之一向量

串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量

励磁变压器内除目标相外其他两相调相绕组电压向量之间的向量差

以及目标相调压绕组电压向量

构成，θ表示输入侧电压向量与输出侧电压向量之间的相角差，其中图5(a)和图5(c)中的θc表示输出侧电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差，α表示输入侧电压向量

与输出侧电压向量

之间的向量差的二分之一向量

与输出侧电压向量之间的相角差，也等于输入侧电压向量

与输出侧电压向量

之间的向量差与输出侧电压向量之间的相角差；图5(b)和图5(d)中的θc表示输入侧电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差，α表示输入侧电压向量

与输出侧电压向量

之间的向量差的二分之一向量

与输入侧电压向量之间的相角差，即输入侧电压向量

与输出侧电压向量

之间的向量差与输入侧电压向量之间的相角差。

四种调节需求对应的调节向量图具体为：

当Vl大于Vs，且Vl相角超前Vs相角θ时，对应的调节向量图为图5(a)；

当Vl小于Vs，且Vl相角超前Vs相角θ时，对应的调节向量图为图5(b)；

当Vl大于Vs，且Vl相角滞后Vs相角θ时，对应的调节向量图为图5(c)；

当Vl小于Vs，且Vl相角滞后Vs相角θ时，对应的调节向量图为图5(d)。

需要说明的是，在实际的合环调电情景中，双芯对称移相变压器连接在待合环的两根母线之间，假设两根母线分别记为O、T，在本实施例中，将目标电压母线作为第一母线，将待调节电压母线作为第二母线，比如，若想要调节T母线的电压接近O母线的电压，则T母线为第二母线，其电压为第二电压U₂，O母线为第一母线，其电压为第一电压U₁；若想要调节O母线的电压接T母线的电压，则O母线为第二母线，其电压为第二电压U₂，T母线为第一母线，其电压为第一电压U₁。此外，在本实施例中，将第二母线与双芯对称移相变压器的输入侧连接，并将第二母线的电压U₂(第二电压)作为双芯对称移相变压器的输入侧电压Vs，于是，有U₂＝Vs，而U₁为输入侧电压Vs目标值，其中，可视为U₁＝Vl，U₁与U₂之间的电压相角差为θ，因此，在本实施例中，可以将图5(a)、图5(b)、图5(c)以及图5(d)对应转换成图2(a)、图2(b)、图2(c)以及图2(d)。

以图5(a)所示的调节向量图为例，推算A相调压绕组和A相调相绕组的对应的档位的计算公式，其中，U₂＝Vs，U₁＝Vl，U₁超前U₂角度为θ，根据余弦定理，有如下关系：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝V₁×sin(θc)

Vm＝V₁×cos(θc)-Vo

其中，V_st表示输入侧电压向量与输出侧电压向量之间的向量差，即为第一电压向量与第二电压向量之间的向量差；θ表示输入侧电压向量与输出侧电压向量之间的相角差，即为第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示输出侧电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差，即为第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压；α表示输入侧电压向量与输出侧电压向量之间的向量差与输出侧电压向量之间的相角差，即为第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示调相电压，其值等于B相调相绕组电压向量与C相调相绕组电压向量之间的向量差，Vm表示调压绕组电压，其值等于A相调压绕组电压。

由公式(1)可得到，

Vm＝Vam

进一步，可以计算得到A相调压绕组和A相调相绕组的变比为：

其中，Km表示A相调压绕组的变比；Kp表示A相调相绕组的变比；Vam表示励磁变压器的A相调压绕组电压；Vap表示励磁变压器的A相调相绕组电压；Vp表示调相绕组电压；Vm表示调压绕组电压；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压。

假设调压绕组和调相绕组的额定变比分别为KM和KP，则对应的档位nm、np分别为：

nm＝Km/KM

np＝Kp/KP

进一步地，在本实施例中，除了调节A相调压绕组和A相调相绕组对应的档位之外，还需要选择调压绕组和调相绕组的极性。如图5(a)所示为例，

的方向向左，则此时

的方向为正向，因此，A相调压绕组的极性不需要翻转，

的方向向上，则此时

的方向为正向，因此，A相调相绕组的极性也不需要翻转。

综上，当为选取图5(a)所示的调节向量图对应的调节需求时，则A相调压绕组和A相调相绕组均极性不变，A相调压绕组和A相调相绕组的对应的档位的计算公式为：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

以上确定的是励磁变压器的A相调压绕组的档位和极性，以及A相调相绕组的档位和极性，同理，励磁变压器的C相调压绕组或者B相调压绕组的档位和极性，以及C相调相绕组或者B相调相绕组的档位和极性也可以根据上述方法原理进行确定，此处就不一一进行阐述了。

因此，根据上述分析可以得到：

当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，则目标相调压绕组和目标相调相绕组均极性不变，档位计算方法如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，则目标相调压绕组极性翻转，目标相调相绕组极性不变，档位计算方法如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，则目标相调压绕组极性不变，目标相调相绕组极性翻转，档位计算方法如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，则调压绕组和调相绕组均极性翻转，档位和计算方法如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

为了更好地实现上述方法，本发明实施例提供了一种基于移相变压器控制合环调电装置，参照图6，图6为本发明实施例提供的一种基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制装置的结构框图，如图6所示，该装置60具体包括：

确定模块601：用于当电力系统进行合环调电时，获取合环开关一侧的第一母线的第一电压幅值和第一电压相角，以及合环开关另一侧的第二母线的第二电压幅值和第二电压相角，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下，移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图类型。

调节模块602：用于根据所述调节向量图类型，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的极性，并分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，基于确定的目标相调压绕组的极性和档位，对目标相调压绕组的极性和档位进行调节以及基于确定的目标相调相绕组的极性和档位，对目标相调相绕组的极性和档位进行调节。

在一种可能实现的方式中，确定模块601具体用于：当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第一调节向量图；当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第二调节向量图；当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第三调节向量图；当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第四调节向量图。

在一种可能实现的方式中，确定模块602具体用于：根据调节向量图内的目标相调压绕组电压向量是否为正向，确定目标相调压绕组的极性是否需要翻转，以及根据调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差是否为正向，确定目标相调相绕组的极性是否需要翻转；其中，调压绕组电压向量以向上为正向，励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差以向左为正向。

在一种可能实现的方式中，确定模块602具体用于：当调节向量图内的目标相调压绕组电压向量为正向时，目标相调压绕组的极性不需要翻转；当调节向量图内的目标相调压绕组电压向量不为正向时，目标相调压绕组的极性需要翻转。

在一种可能实现的方式中，确定模块602具体用于：当调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差为正向时，目标相调相绕组的极性不需要翻转；当调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差不为正向时，目标相的调相绕组的极性需要翻转。

在一种可能实现的方式中，确定模块602具体用于：当为第一调节向量图时，计算调压绕组和调相绕组对应的的档位和变比的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

在一种可能实现的方式中，确定模块602具体用于：当为第二调节向量图时，计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

在一种可能实现的方式中，确定模块602具体用于：当为第三调节向量图时，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

在一种可能实现的方式中，确定模块602具体用于：当为第四调节向量图时，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

基于上述装置，通过获取合环开关一侧的第一母线的第一电压幅值和第一电压相角，以及合环开关另一侧的第二母线的第二电压幅值和第二电压相角，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下，移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图的类型，根据调节向量图的类型，确定目标相调压绕组和目标相调相绕组的极性，并分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，基于确定的目标相调压绕组的极性和档位，对目标相调压绕组的极性和档位进行调节以及基于确定的目标相调相绕组的极性和档位，对目标相调相绕组的极性和档位进行调节。本技术方案中，通过调节励磁变压器的每一相绕组的调压绕组和调相绕组对应的档位和变比，使得第二电压接近第一电压，减小合环时第一电压向量与第二电压向量之间的偏差，达到合环电流最小的目的，从而实现安全合环。

图7示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是终端，也可以是服务器。如图7所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现上述方法实施例中的各个步骤。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行上述方法实施例中的各个步骤。本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述方法实施例中的各个步骤。

在一个实施例中，提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述方法实施例中的各个步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制方法，其特征在于，所述方法包括：

当电力系统进行合环调电时，获取合环开关一侧的第一母线的第一电压幅值和第一电压相角，以及合环开关另一侧的第二母线的第二电压幅值和第二电压相角，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下，移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图类型，其中，所述调节向量图由第一电压向量、第二电压向量、移相变压器内串联变压器的一次侧绕组中间抽头电压向量、励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差以及目标相调压绕组电压向量构成，所述目标相为励磁变压器内的任意一相；

根据所述调节向量图类型，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的极性，并分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，基于确定的目标相调压绕组的极性和档位，对目标相调压绕组的极性和档位进行调节以及基于确定的目标相调相绕组的极性和档位，对目标相调相绕组的极性和档位进行调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下，移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图类型，包括：

当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第一调节向量图；

当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角超前第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第二调节向量图；

当第一电压幅值大于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第三调节向量图；

当第一电压幅值小于第二电压幅值，且第一电压相角滞后第二电压相角时，确定调节向量图的类型为第四调节向量图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述调节向量图类型，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的极性，包括：

根据调节向量图内的目标相调压绕组电压向量是否为正向，确定目标相调压绕组的极性是否需要翻转，以及根据调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差是否为正向，确定目标相调相绕组的极性是否需要翻转；其中，调压绕组电压向量以向上为正向，励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差以向左为正向。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据调节向量图内的目标相调压绕组电压向量是否为正向，确定目标相调压绕组的极性是否需要翻转，包括：

当调节向量图内的目标相调压绕组电压向量为正向时，目标相调压绕组的极性不需要翻转；

当调节向量图内的目标相调压绕组电压向量不为正向时，目标相调压绕组的极性需要翻转。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差是否为正向，确定目标相调相绕组的极性是否需要翻转，包括：

当调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差为正向时，目标相调相绕组的极性不需要翻转；

当调节向量图内的励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差不为正向时，目标相的调相绕组的极性需要翻转。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，包括：

当为第一调节向量图时，计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，包括：

当为第二调节向量图时，计算目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，包括：

当为第三调节向量图时，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₁ ²-U₂ ²)/(2×Vst×U₁)

Vp＝U₁×sin(θc)

Vm＝U₁×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第一电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第一电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位和变比，包括：

当为第四调节向量图时，分别确定目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位的计算公式如下：

cos(α)＝(Vst²+U₂ ²-U₁ ²)/(2×Vst×U₂)

Vp＝U₂×sin(θc)

Vm＝U₂×cos(θc)-Vo

Km＝Vo/Vm

np＝Kp/KP

nm＝Km/KM

其中，Vst表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差，即加在移相变串联变压器一次绕组上的电压；U₁表示第一电压向量；U₂表示第二电压向量；θ表示第一电压向量与第二电压向量之间的相角差；θc表示第二电压向量与串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量之间的相角差；Vo表示串联变压器一次侧绕组中间抽头电压向量；α表示第一电压向量与第二电压向量之间的向量差与第二电压向量之间的相角差；Vp表示励磁变压器调相绕组除目标相外其他两相绕组的电压向量差，即除目标相外另外两相调相绕组电压向量合成的调相电压向量；Vm表示目标相调压绕组电压；Kp表示目标相调相绕组的变比；Km表示目标相调压绕组的变比；KP表示目标相调相绕组的额定变比；KM表示目标相调压绕组的额定变比；nm表示目标相调压绕组的档位，np表示目标相调相绕组的档位。

10.一种基于移相变压器的极性和档位的合环调电控制装置，其特征在于，所述装置包括：

确定模块：当用于电力系统进行合环调电时，获取合环开关一侧的第一母线的第一电压幅值和第一电压相角，以及合环开关另一侧的第二母线的第二电压幅值和第二电压相角，根据第一电压幅值与第二电压幅值之间的大小关系，以及第一电压相角与第二电压相角之间的大小关系，确定调节第二电压达到第一电压的情况下，移相变压器内励磁变压器的目标相调压绕组和目标相调相绕组的调节向量图类型；

调节模块：用于根据所述调节向量图的类型，确定目标相调压绕组和目标相调相绕组的极性，并分别计算所述目标相调压绕组和目标相调相绕组对应的档位，基于确定的目标相调压绕组的极性和档位，对目标相调压绕组的极性和档位进行调节以及基于确定的目标相调相绕组的极性和档位，对目标相调相绕组的极性和档位进行调节。

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