專利名稱：一種提高變壓器電磁仿真效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力變壓器電磁仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高變壓器電磁仿真效率的方法。
背景技術(shù)：
大型的電力變壓器造價(jià)昂貴且具有連續(xù)運(yùn)行的特點(diǎn)。一般物理模擬不但成本高， 而且難以模擬所有的故障情況，因而對(duì)電力變壓器運(yùn)行情況進(jìn)行電磁暫態(tài)數(shù)字仿真研究是十分必要的。電力系統(tǒng)包含了發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、斷路器、電抗器和避雷器等設(shè)備。盡管它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有很大的不同，但它們的電磁仿真模型，除了電源之外都可以用線性電阻 (R)、電感(L)和電容(C)元件組合來(lái)表征它們的特性。通過(guò)對(duì)電感和電容元件的差分化處理，得到系統(tǒng)各種不同設(shè)備的電磁暫態(tài)仿真模型。對(duì)電力系統(tǒng)中各元件的電磁暫態(tài)仿真模型建立的全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓方程如式(1)所示。Gun+1 = Jn (1)式中G為系統(tǒng)電磁仿真的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，Jn為與第η步仿真結(jié)果相關(guān)的節(jié)點(diǎn)注入電流列向量，un+1為待求的第η+1步系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓向量。全系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真就是通過(guò)重復(fù)遞歸地求解式(1)實(shí)現(xiàn)的。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下的缺點(diǎn)和不足在仿真變壓器空載合閘及雷擊等各種故障過(guò)電壓情況時(shí)，仿真中的勵(lì)磁電流會(huì)進(jìn)入飽和區(qū)?，F(xiàn)有技術(shù)中的分段線性化法在仿真計(jì)算中易發(fā)生因過(guò)沖而引起的失真現(xiàn)象。分段線性化磁化曲線的兩段斜率分別對(duì)應(yīng)變壓器勵(lì)磁支路的飽和前和飽和后的電感(分別記作L' T)，L'τ的數(shù)值相差很大，這使得飽和前后的勵(lì)磁電流值亦相差很大，可能相差近百倍。在進(jìn)行仿真中，飽和勵(lì)磁電流經(jīng)過(guò)一個(gè)步長(zhǎng)的變化量很大，使得退飽和仿真往往因積分步長(zhǎng)過(guò)大而產(chǎn)生勵(lì)磁電流嚴(yán)重的過(guò)沖失真現(xiàn)象。若減小仿真步長(zhǎng)雖能克服上述勵(lì)磁電流過(guò)沖失真現(xiàn)象，但會(huì)使仿真時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，極大地降低了仿真效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種提高變壓器電磁仿真效率的方法，該方法能在維持大步長(zhǎng)仿真的情況下，避免了勵(lì)磁電流值過(guò)沖失真現(xiàn)象的發(fā)生，提高了仿真效率，詳見(jiàn)下文描述一種提高變壓器電磁仿真效率的方法，所述方法包括以下步驟(1)當(dāng)仿真的勵(lì)磁電流進(jìn)入飽和區(qū)且勵(lì)磁電流處于下降階段時(shí)，獲取下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i' μ,η+1 ；(2)判斷所述下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i' μ,η+1是否小于退飽和臨界電流ia，如果是，執(zhí)行步驟⑶；如果否，執(zhí)行步驟⑷；(3)所述下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i' μ,η+1要發(fā)生過(guò)沖現(xiàn)象，采用變壓器電磁暫態(tài)仿真模型進(jìn)行電磁仿真，執(zhí)行步驟(5)；
(4)采用現(xiàn)有的變壓器電磁仿真模型進(jìn)行電磁仿真，轉(zhuǎn)步驟(1)；(5)采用現(xiàn)有的變壓器電磁仿真模型繼續(xù)對(duì)變壓器進(jìn)行非飽和狀態(tài)的電磁仿真。所述獲取下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i ‘ μ , g具體為
權(quán)利要求
1.一種提高變壓器電磁仿真效率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)當(dāng)仿真的勵(lì)磁電流進(jìn)入飽和區(qū)且勵(lì)磁電流處于下降階段時(shí)，獲取下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電、聲1 ‘PlL 丄μ，n+1 ^(2)判斷所述下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i'μ,η+1是否小于退飽和臨界電流ia，如果是，執(zhí)行步驟⑶；如果否，執(zhí)行步驟⑷；(3)所述下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i'μ,η+1要發(fā)生過(guò)沖現(xiàn)象，采用變壓器電磁暫態(tài)仿真模型進(jìn)行電磁仿真，執(zhí)行步驟(5)；(4)采用現(xiàn)有的變壓器電磁仿真模型進(jìn)行電磁仿真，轉(zhuǎn)步驟(1)；(5)采用現(xiàn)有的變壓器電磁仿真模型繼續(xù)對(duì)變壓器進(jìn)行非飽和狀態(tài)的電磁仿真。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高變壓器電磁仿真效率的方法，其特征在于，所述獲取下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i' u,n+1具體為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高變壓器電磁仿真效率的方法，其特征在于，所述下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i ‘ μ ,η+1要發(fā)生過(guò)沖現(xiàn)象，采用變壓器電磁暫態(tài)仿真模型進(jìn)行電磁仿真，具體內(nèi)容為以所述退飽和臨界電流ia為分界點(diǎn)，將ia前后兩部分對(duì)應(yīng)的仿真時(shí)間尺度定格為β h 和(l-i3)h，其中β按下式計(jì)算得到
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提高變壓器電磁仿真效率的方法，涉及電力變壓器電磁仿真技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括以下步驟當(dāng)仿真的勵(lì)磁電流進(jìn)入飽和區(qū)后，勵(lì)磁電流處于下降階段時(shí)，獲取下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i′μ，n+1；判斷所述下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i′μ，n+1是否小于退飽和臨界電流ia，如果是，所述下一步長(zhǎng)勵(lì)磁電流i′μ，n+1要發(fā)生過(guò)沖現(xiàn)象，采用本發(fā)明的變壓器電磁暫態(tài)仿真模型進(jìn)行該步電磁仿真，繼續(xù)變壓器非飽狀態(tài)的電磁仿真；如果否，采用現(xiàn)有的變壓器電磁仿真模型進(jìn)行該步電磁仿真，繼續(xù)變壓器飽和狀態(tài)的電磁仿真；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了提高變壓器電磁仿真效率的方法，避免了勵(lì)磁電流值過(guò)沖失真現(xiàn)象，縮短了仿真時(shí)間，提高了仿真效率。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102542111SQ20111045986
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者房大中, 朱翊, 趙帥 申請(qǐng)人:天津大學(xué)