專利名稱：一種提高變壓器電磁仿真效率的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力變壓器電磁仿真技術領域，特別涉及一種提高變壓器電磁仿真效率的方法。
背景技術：
大型的電力變壓器造價昂貴且具有連續(xù)運行的特點。一般物理模擬不但成本高， 而且難以模擬所有的故障情況，因而對電力變壓器運行情況進行電磁暫態(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、變壓器、輸電線路、斷路器、電抗器和避雷器等設備。盡管它們在結構上有很大的不同，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)元件組合來表征它們的特性。通過對電感和電容元件的差分化處理，得到系統(tǒng)各種不同設備的電磁暫態(tài)仿真模型。對電力系統(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)點導納矩陣，Jn為與第η步仿真結果相關的節(jié)點注入電流列向量，un+1為待求的第η+1步系統(tǒng)節(jié)點電壓向量。全系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真就是通過重復遞歸地求解式(1)實現(xiàn)的。發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在以下的缺點和不足在仿真變壓器空載合閘及雷擊等各種故障過電壓情況時，仿真中的勵磁電流會進入飽和區(qū)?，F(xiàn)有技術中的分段線性化法在仿真計算中易發(fā)生因過沖而引起的失真現(xiàn)象。分段線性化磁化曲線的兩段斜率分別對應變壓器勵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磁電流值亦相差很大，可能相差近百倍。在進行仿真中，飽和勵磁電流經(jīng)過一個步長的變化量很大，使得退飽和仿真往往因積分步長過大而產(chǎn)生勵磁電流嚴重的過沖失真現(xiàn)象。若減小仿真步長雖能克服上述勵磁電流過沖失真現(xiàn)象，但會使仿真時間過長，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仿真的情況下，避免了勵磁電流值過沖失真現(xiàn)象的發(fā)生，提高了仿真效率，詳見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)當仿真的勵磁電流進入飽和區(qū)且勵磁電流處于下降階段時，獲取下一步長勵磁電流i' μ,η+1 ；(2)判斷所述下一步長勵磁電流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)所述下一步長勵磁電流i' μ,η+1要發(fā)生過沖現(xiàn)象，采用變壓器電磁暫態(tài)仿真模型進行電磁仿真，執(zhí)行步驟(5)；
(4)采用現(xiàn)有的變壓器電磁仿真模型進行電磁仿真，轉步驟(1)；(5)采用現(xiàn)有的變壓器電磁仿真模型繼續(xù)對變壓器進行非飽和狀態(tài)的電磁仿真。所述獲取下一步長勵磁電流i ‘ μ , g具體為
權利要求
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)當仿真的勵磁電流進入飽和區(qū)且勵磁電流處于下降階段時，獲取下一步長勵磁電、聲1 ‘PlL 丄μ，n+1 ^(2)判斷所述下一步長勵磁電流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)所述下一步長勵磁電流i'μ,η+1要發(fā)生過沖現(xiàn)象，采用變壓器電磁暫態(tài)仿真模型進行電磁仿真，執(zhí)行步驟(5)；(4)采用現(xiàn)有的變壓器電磁仿真模型進行電磁仿真，轉步驟(1)；(5)采用現(xiàn)有的變壓器電磁仿真模型繼續(xù)對變壓器進行非飽和狀態(tài)的電磁仿真。
2.根據(jù)權利要求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，所述獲取下一步長勵磁電流i' u,n+1具體為
3.根據(jù)權利要求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，所述下一步長勵磁電流i ‘ μ ,η+1要發(fā)生過沖現(xiàn)象，采用變壓器電磁暫態(tài)仿真模型進行電磁仿真，具體內(nèi)容為以所述退飽和臨界電流ia為分界點，將ia前后兩部分對應的仿真時間尺度定格為β h 和(l-i3)h，其中β按下式計算得到
全文摘要
本發(fā)明公開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領域，所述方法包括以下步驟當仿真的勵磁電流進入飽和區(qū)后，勵磁電流處于下降階段時，獲取下一步長勵磁電流i′μ，n+1；判斷所述下一步長勵磁電流i′μ，n+1是否小于退飽和臨界電流ia，如果是，所述下一步長勵磁電流i′μ，n+1要發(fā)生過沖現(xiàn)象，采用本發(fā)明的變壓器電磁暫態(tài)仿真模型進行該步電磁仿真，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)明實現(xiàn)了提高變壓器電磁仿真效率的方法，避免了勵磁電流值過沖失真現(xiàn)象，縮短了仿真時間，提高了仿真效率。
文檔編號G06F17/50GK102542111SQ20111045986
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權日2011年12月31日
發(fā)明者房大中, 朱翊, 趙帥 申請人:天津大學