要求保護的技術(shù)方 案。
[0027]本發(fā)明的第一實施方式涉及一種電力系統(tǒng)中分接頭變壓器實時負載調(diào)壓的仿真 方法，具體流程如圖1所示，包含以下步驟：
[0028]步驟101，建立電力系統(tǒng)實時仿真模型。本實施方式中，待模擬的電力系統(tǒng)中包含 分接頭變壓器;分接頭變壓器包含一次側(cè)與二次側(cè)。
[0029]在本實施方式中，待模擬的電力系統(tǒng)為電壓源換流器型直流輸電系統(tǒng)。在MATLAB 軟件中建立電壓源換流器型直流輸電系統(tǒng)的仿真模型，具體如圖2所示，包含:等效交流電 源模塊(ACSource)201、主控開關(guān)(MainACBreaker)202、分接頭變壓器T1、T2、換流電抗 器L1、L2、旁路開關(guān)(BypassBreaker) 203、換流站VSC1、VSC2、直流側(cè)電容器C、等效輸電線 路(DCCable)204,以及用于控制變壓器檔位的檔位邏輯控制模塊(調(diào)擋電路）、控制器，其 中，控制器可以是在MALAB中搭建的實時模型，此時不需配置輸入/輸出，也可以是外部控制 器，則需要I/O配置模塊完成實時模型與外部控制器信號的傳輸分配。
[0030] 其中，除了分接頭變壓器之外的所有模型在MATLAB元件庫中都存在相應(yīng)的模型， 且可按照實時化規(guī)則進行實時化處理即可在下位機上運行。分接頭變壓器需要基于狀態(tài)空 間節(jié)點法（SSN)在原有模型的基礎(chǔ)上進行改進實現(xiàn)，所以，在本步驟中，采用狀態(tài)空間節(jié)點 法將分接頭變壓器本體編碼成一個狀態(tài)空間群組。具體地說，采用C代碼和系統(tǒng)函數(shù)編譯模 塊(s-functionbuilder模塊)將分接頭變壓器本體編碼成一個狀態(tài)空間群組，S卩SSN組合。 其中，狀態(tài)空間群組包含N個子狀態(tài)空間。
[0031]具體地說，采用狀態(tài)空間節(jié)點法通過將整個變壓器本體模型劃分成兩個或多個狀 態(tài)空間的組合，這樣，可以有效減小整個系統(tǒng)作為一個狀態(tài)空間所對應(yīng)的狀態(tài)空間矩陣大 小，減少計算時間，提高系統(tǒng)模型的運行的速度，便于實時化計算，具有可變匝比、次級電 感、電阻的特點;且能夠有效的減少電力節(jié)點，提高仿真精度。
[0032]分接頭變壓器本體模型的輸入信號包括:變壓器副邊繞組（二次側(cè)繞組）電阻值 R2、電感值L2、變壓器變比k以及求解算法控制信號，當(dāng)設(shè)置求解算法控制信號為1時則采用 的是隱式歐拉法(BackwardEulermethod)求解。若分接頭變壓器為三相分接頭變壓器，貝1J 可以采用三個單相變壓器組合為三相分接頭變壓器。
[0033]下面具體介紹變壓器外部接口的實現(xiàn)原理：
[0034]首先，變壓器群組對應(yīng)的狀態(tài)空間方程如下：
[0035] X-Akx+Bku
[0036]y=Ckx+DkU (1)
[0037] 式中，x為狀態(tài)變量，即電容兩端電壓或電感電流，它們是電路中互不相關(guān)的變量 的最大組合，即最大無關(guān)組，y為輸出變量，u為輸入變量，41<、81<、〇1<、〇1<為第1^個開關(guān)序列所對 應(yīng)的狀態(tài)空間矩陣。
[0038]對式（1)進行離散化得到：
[0039] xt+At=A'kxt+B'kUt+B'kUt+At (2)
[0040] 式中，Δt為積分時間步長，A'k、B'k為尚散化過程中生成的矩陣。
[00411 則式（1)和(2)可以改寫為如下形式：
[0044] 式中，下標(biāo)i表示群組內(nèi)部節(jié)點輸入變量，η表示與該群組相連的外部節(jié)點輸入變 量。
[0045] 將式(3)帶入式(4)得到：
[0050] 若7"為注入該變壓器的電流，且un為節(jié)點電壓時，則Λ,,β，表示歷史電流源 I，，録尉內(nèi)鵬，滅腿循駿+而屯交娜各，雌I觸麵SSN職(V-typeSSN)。
[0051] 若7"為電壓，且un為注入該變壓器的電流時，則表示歷史電壓源巧_，表 示阻抗矩陣，該變壓器被看做是一種戴維南等效網(wǎng)絡(luò)，被定義為電流型SSN群組（I-type SSN)〇
[0052] 當(dāng)V-typeSSN與I-typeSSN子電路網(wǎng)絡(luò)同時存在時，可將式(6)寫成如下形式：
[0054] 式中，上標(biāo)I表示I-typeSSN，上標(biāo)V表示V-typeSSN，式(7)表示一個混合型的SSN 網(wǎng)絡(luò)(X-typeSSN)。
[0055]式(7)可以直接轉(zhuǎn)化為節(jié)點方程：
[0057]式中，&是從式(6)推導(dǎo)出來的節(jié)點導(dǎo)納矩陣，可以插入下式中的全局導(dǎo)納矩陣 中：
[0059]iN包含歷史節(jié)點注入電流，VN包含所有未知節(jié)點電壓。
[0060] 根據(jù)上述SSN的原理，結(jié)合電路結(jié)構(gòu)對三相分接頭變壓器基于SSN建模如圖3所示， 其中，六4、(：、&、13、(3分別表示三相線路，1(為檔位邏輯控制模塊返回的控制信號，該控制信號 包含分接頭變壓器變比k、二次側(cè)繞組電阻及電感信息。
[0061]對于三相變壓器本體，采用C代碼和系統(tǒng)函數(shù)編譯模塊將其編碼成一個SSN組合， 由三個單相飽和變壓器(SSN1、SSN2、SSN3)組合而成，變壓器與外部電路的連接通過SSN節(jié) 點接口模塊(SSNInterfaceBlock)301，該模塊的作用是作為一個節(jié)點解耦狀態(tài)空間方 程，在此相數(shù)設(shè)置為1，端口數(shù)根據(jù)需要，設(shè)置與每相線路連接的SSN節(jié)點接口模塊為2端，與 中性點nl、n2連接的SSN節(jié)點接口模塊設(shè)置為4端，端口類型的定義由節(jié)點接口模塊所連接 的狀態(tài)空間組的類型決定:將節(jié)點接口模塊與感性組相接的端口設(shè)置為電壓型SSN接口，將 節(jié)點接口模塊與容性組相接的端口設(shè)置為電流型SSN接口，將節(jié)點接口模塊與混合型的SSN 組相接的端口設(shè)置為混合型SSN接口，圖中A1_V、A4_V表示電壓型SSN(V-typeSSN)，A1_X、 A2_X、A3_X表示混合型的SSN(X-typeSSN)。
[0062]步驟102,運行電力系統(tǒng)實時仿真模型，并進行采樣。在本實施方式中，采樣信息中 包含分接頭變壓器二次側(cè)電壓信息以及電流信息、換流器逆變電壓電流信息、直流母線電 壓信息、換流器橋臂電流信息以及直流側(cè)電流信息，采樣信息通過I/O板卡輸出到檔位邏輯 控制模塊，以供檔位邏輯控制模塊對分接頭變壓器二次側(cè)電壓進行調(diào)整。
[0063]步驟103,判斷分接頭變壓器二次側(cè)電壓信息是否與給定的電壓信息一致。若是， 則執(zhí)行步驟104,否則，執(zhí)行步驟105。
[0064]步驟104,通過調(diào)檔電路調(diào)整分接頭變壓器的檔位，改變電壓變比，使二次側(cè)電壓 信息與給定的電壓信息一致。在本實施方式中，可以通過調(diào)整一次側(cè)或二次側(cè)檔位，改變分 接頭變壓器的電壓變比，使二次側(cè)電壓信息與給定的電壓信息一致。
[0065]具體地說，在本步驟中，具體如圖4所示，包含以下子步驟：
[0066]步驟1041，根據(jù)二次側(cè)電壓信息與給定的電壓信息，生成第一控制脈沖或第二控 制脈沖。其中，給定的電壓信息由給定的有功功率和無功功率指令計算得出。
[0067]如果二次側(cè)當(dāng)前的電壓信息小于給定的電壓信息，則生成并發(fā)送第一控制脈沖； 如果二次側(cè)當(dāng)前的電壓信息大于給定的電壓信息，則生成并發(fā)送第二控制脈沖；如果二次 側(cè)當(dāng)前的電壓信息等于給定的電壓信息，則不發(fā)送第一控制脈沖和第二控制脈沖;其中，第 一控制脈沖與第二控制脈沖的頻率不同。
[0068]