柔性电力变压器仿真建模方法、系统及介质

技术特征：
1.一种柔性电力变压器仿真建模方法，其特征在于，包括：构建主变压器仿真模型、换流器主电路及控制仿真模型；将主变压器仿真模型、换流器主电路及控制仿真模型互联并接入交流系统模型中，得到基于pscad/emtdc的柔性电力变压器仿真模型；基于构建的柔性电力变压器仿真模型进行实时仿真。2.根据权利要求1所述的一种柔性电力变压器仿真建模方法，其特征在于，换流器主电路仿真模型包括电压调控换流器主电路和取能换流器主电路仿真模型；换流器控制仿真模型包括电压调控换流器控制仿真模型和取能换流器控制仿真模型。3.根据权利要求1所述的一种柔性电力变压器仿真建模方法，其特征在于，主变压器仿真模型的构建过程基于pscad/emtdc进行，包括：三相三绕组变压器一次绕组经串联接入的电压调控换流器与三相电源侧交流线路bus220相连；二次绕组表示主变压器的中压侧，与被控交流母线bus66相接，为负荷供电；三次绕组表示主变压器的取能绕组，与取能换流器和低压交流母线bus10相连，为取能换流器的直流电容器供能，使电压调控换流器能够实现对所控交流母线电压的控制；一次绕组1、二次绕组和三次绕组连接方式分别为y、y、
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。4.根据权利要求1所述的一种柔性电力变压器仿真建模方法，其特征在于,电压调控换流器主电路仿真模型构建过程包括：构建用于输出调控电压的h桥子模块；将h桥子模块接口串联接入三相交流系统，三个串联于三相交流系统的h桥子模块a、h桥子模块b和h桥子模块c构成电压调控换流器仿真模型。5.根据权利要求1所述的一种柔性电力变压器仿真建模方法，其特征在于，取能换流器主电路仿真模型构建过程包括：构建三相桥式换流器，再将三相桥式换流器与两绕组变压器连接后，并联接入主变压器的取能绕组上，形成与交流电网相接的取能换流器主电路仿真模型。6.根据权利要求1所述的一种柔性电力变压器仿真建模方法，其特征在于，电压调控换流器控制仿真模型构建过程包括构建用于控制电压调控换流器输出电压d、q轴分量的控制环模块以及用于输出电压调控换流器中igbt触发脉冲的spwm调制模块；其中，控制环模块包括用于产生斜坡信号theta的锁相环模块、用于电气信号abc-dq坐标变换的x to dq模块、用于输出电压d轴参考信号以及电压q轴参考信号的dq轴计算模块以及用于电气信号dq-abc坐标变换的dq to x模块；控制环仿真模型所输出的电压参考信号searef、sebref、secref输入到spwm调制模块中，电压参考信号searef、sebref、secref与电压调控换流器直流侧受控电压源外部控制信号vd2的商作为spwm的调制波；一定频率的三角载波和调制波进行比较后，输出电压调控换流器中igbt的控制信号sea_g1、sea_g2、sea_g3、sea_g4；seb_g1、seb_g2、seb_g3、seb_g4；sec_g1、sec_g2、sec_g3、sec_g4。
7.根据权利要求1所述的一种柔性电力变压器仿真建模方法，其特征在于，电压调控换流器控制仿真模型的控制环模块具体构建过程包括：锁相环模块采用pll锁相环，将电压调控换流器串联连接线路电流信号seaig作为锁相环模块的输入量，采用相位矢量技术产生斜坡信号theta；x to dq模块输入量为串联连接线路电流信号seaig和串联接入点两端电压信号seavse，得到d、q轴分量分别为串联连接线路电流d轴信号igd、串联连接线路电流q轴信号igq、串联接入点两端电压d轴信号vsed、串联接入点两端电压q轴信号vseq；dq轴计算模块采用pi控制器，所控交流母线bus66电压有效值作为dq轴计算模块的输入信号dref，输入信号dref与串联接入点两端电压d轴信号vsed的差值经过pi控制器，输出电压d轴参考信号vrd；控制环q轴参考信号qref设定为0，与串联接入点两端电压q轴信号vseq作差后经过pi控制器，输出电压q轴参考信号vrq；dq to x模块输入量为来自dq轴计算模块的电压d轴参考信号vrd和电压q轴参考信号vrq，输出量为串联连接线路两端电压参考信号ref。8.根据权利要求1所述的一种柔性电力变压器仿真建模方法，其特征在于，取能换流器控制电路仿真模型包含用于控制取能换流器直流侧电容电压和取能换流器并网线路电流q轴分量的控制环模块用于输出取能换流器中igbt触发脉冲的svpwm调制模块，其中控制环模块包括用于产生斜坡信号theta的锁相环模块、用于电气信号的abc-dq坐标变换的abc to dq模块、用于输出电压d轴参考量和电压q轴参考量的dq轴计算模块以及用于电气信号的dq-abc坐标变换的dq to abc模块；锁相环模块采用pll锁相环，将取能换流器中三相桥式换流电路并网点电压信号vg作为锁相环模块的输入量，采用相位矢量技术产生斜坡信号theta；将取能换流器直流电容电压输入采样元件，获得按周期fs阶跃变化的电容电压采样量vd1，取能换流器直流电容电压参考信号输入自封装的三相-两相坐标变换模块，经过采样器和直角坐标变换元件，获得αβ坐标下输出量的幅值v和相角theta；调制比m通过调制波基波峰值v除以载波基波峰值vd1乘以系数3获得；相角theta通过自定义模块choosesector确定扇区，输出相量v1和v2的位置；扇区中v1和v2的作用时间依靠t1、t2和t0确定；将相量v1和v2的位置和作用时间输入自定义模块outvector中输出6维脉冲序列，作为取能换流器开关器件igbt的控制信号shunt_g1、shunt_g2、shunt_g3、shunt_g4、shunt_g5、shunt_g6。9.根据权利要求1所述的一种柔性电力变压器仿真建模方法，其特征在于，取能换流器控制电路仿真模型额控制环模块具体构建过程包括：abc to dq模块输入量为三相桥式换流器并网点电压信号vg和并网连接线路电流信号ig，得到d、q轴分量分别为并网点电压d轴信号vgd、并网点电压q轴信号vgq、并网连接线路电流d轴信号ild、并网连接线路电流q轴信号ilq；dq轴计算模块采用pi控制器，取能换流器直流电容电压测量信号vd1与直流侧电压指令值作差后传入pi控制器，并网连接线路电流d轴信号ild与pi控制器输出的d轴分量参考
值的差值作为内环pi控制器的输入量，内环pi控制器输出的电压信号加上交叉耦合项和并网点电压d轴信号vgd，得到电压d轴参考量vrd；在电流q轴信号控制环中，并网连接线路电流q轴参考值设定为0，与并网连接线路电流q轴信号ilq的差值输入线路电流内环pi控制器，线路电流d轴信号ild与内环pi控制器输出量的差值作为电压q轴参考量vrq；dq to abc模块输入量为来自dq轴计算模块的电压d轴参考信号vrd和电压q轴参考信号vrq，输出量为取能换流器直流电容电压参考信号ref。10.一种柔性电力变压器仿真建模方法系统，其特征在于，包括：构建模块一：被配置为用于构建主变压器仿真模型、换流器主电路及控制仿真模型；构建模块二：被配置为用于将仿真模型互联并接入交流系统模型中，得到基于pscad/emtdc的柔性电力变压器仿真模型；仿真模块：被配置为基于构建的柔性电力变压器仿真模型进行实时仿真。11.一种介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序能够执行权利要求1至9任意一项所述柔性电力变压器仿真建模方法。

技术总结
本发明属于电力系统电气设备的技术领域，具体涉及柔性电力变压器仿真建模方法、系统及介质。包括：构建主变压器仿真模型、换流器主电路及控制仿真模型；将仿真模型互联并接入交流系统模型中，得到基于PSCAD/EMTDC的柔性电力变压器仿真模型；采用本发明所构建的柔性电力变压器电磁暂态仿真模型可控制并网点电压实现快速、平滑调压，弥补传统电力变压器阶跃型调压的缺点，为满足新型电力系统连续调压的需求提供技术手段。求提供技术手段。求提供技术手段。


技术研发人员：靳艳娇 乔光尧 刘国庆 金福国 李卫国 孙庚 杨志昌 赵国亮 王丹 李璐 李芳义 尉志勇 许珈宁 郑雯泽 张淆雨 唐爱红 尚宇菲 宋幸
受保护的技术使用者：国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司 国家电网有限公司 武汉理工大学
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/10/7