移相变压器副边绕组抽头不等分相电压下的抽头选择策略的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种移相变压器副边绕组抽头选择策略，具体说涉及一种移相变压器 ("Sen"Transformer)副边绕组抽头不等分相电压情况下的抽头选择策略。
【背景技术】
[0002] 移相变压器是现代电力系统中实现潮流控制的一项关键技术。自上世纪30年代 首次提出移相器的概念以来，基于机械式有载调压开关的传统移相器已在世界范围内，尤 其是欧美国家的电网中得到了广泛应用。用移相变压器能改变线路中的潮流分布，可以减 小损耗，使得线路潮流分布最优，提高电网输送能力，因而移相变压器的应用需求在不断增 加。"Sen"Transformer(ST)由美国西屋科技中心的K.K.Sen博士于2003年提出。在与系 统的接入方式上看，ST是一种串、并联混合型装置，它是基于多抽头变压器和抽头控制技术 的改进型移相变压器，通过对副边绕组抽头的投切，使其输出不同的串联注入电压，调节系 统电压、改变传输潮流，提高系统稳定性。
[0003]ST的结构如图1所示。它的原边绕组是以星型方式连接的，然后并联接入系统 (通常是靠近首端的一侧），构成变压器的励磁单元；副边绕组每相分别由三个带着抽头的 小绕组连接而成，然后以串联的方式接入系统，提供电压补偿。
[0004] 如图1所示，接入A相副边的三个绕组分别为al、a2、a3(即al、a2、a3连接在一 起与A相原边的励磁单元产生电磁感应，B、C相与此相同），依次接入B、C两相副边的绕 组为131几2、匕3和(：1、〇2、〇3，。由于六、8、(：三相相差120°，则相应的感应而出的31、32、 &3(彼此同相位，下同），15132、匕3和(31、〇2、〇3也相差120°。
[0005] 将绕组al、bl、cl串联起来构成A相的串联补偿电压，则可得到幅值和相角均可改 变的电压。B、C两相与此相同，构成B相串联补偿电压的绕组为a2、b2、c2,构成C相串联 补偿电压的绕组为a3、b3、c3。为增加每相串联补偿电压的幅值和相角的改变范围，通常会 让副边的每个小绕组（al、a2、a3等）携带多个抽头。
[0006] 在图1所示的ST结构中，副边的每个小绕组都带有三个抽头，表示每个小绕组都 可以输出以其自身容量为基值的Opu, 0· 25pu, 0· 5pu, 0· 75pu,lpu等五个电压。由于每一相 的副边绕组都有三个小绕组，且每个小绕组输出电压的幅值和相角都不尽相同，因此可以 通过多种不同的组合，得到多种不同的串联补偿电压，从而调节接入系统首端的电压，达到 调节系统电压幅值和相角的目的。
[0007] 因此副边绕组抽头的不同选择，决定了串联补偿电压的输出，从而达到调节系统 电压幅值的作用。当每相副边绕组有多个抽头、且抽头不等分时，抽头的选择策略就显得至 关重要。目前我国对移相变压器副边绕组抽头不等分情况下的选择还没有一套完整的策 略。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题，就是提供一种移相变压器副边绕组抽头不等分相电 压情况下的抽头选择策略，采用本策略后，移相变压器副边绕组的抽头补偿容量大，补偿 精度高，选择灵活，可以实现多种串联补偿电压的输出。
[0009] 解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0010] 一种移相变压器副边绕组抽头不等分相电压情况下的抽头选择策略，所述的抽头 不等分相电压指抽头以1:1:1……（M+1)的比例划分每相电压，Μ为移相变压器每相副边绕 组抽头数；其特征是：所述选择策略包括以下步骤：
[0011] ·S1，画出抽头不等分相电压输出点分布图（如图3所不）
[0012] 以副边绕组有一个抽头为例说明（有Μ个抽头的可照样画出），副边电压抽头以 1:2的比例划分副边每相电压；副边每相电压可输出l/3pu，2/3pu，lpu三个电压值，以Α相 为例（B相和C相类似），Va为系统电压，oa是ST抽头处于a点时的补偿电压，幅值为l/3pu， 同理ob为 2/3pu,oc为lpu,即Val;
[0013] 当副边al相绕组补偿lpu电压，副边cl相绕组补偿lpu电压，副边B相绕组补偿 Opu，根据Val和Vcl电压相量矢量相加，则补偿电压为乂3' ；
[0014] 鲁S2,步骤S1画出的图中，直线oc，od和of上的点是实际A,B，C三相副边抽头补 偿的点，虚线六边形上的点是通过抽头组合而成的等效抽头所能补偿的点；
[0015] 当需要补偿到e点时，则是副边al相补偿电压输出l/3pu，即洲，副边bl相补偿 电压输出〇pu，副边cl相补偿电压输出2/3pu，即al相，bl相和cl相补偿电压矢量相 加，A相电压VaWo点的基础上又补偿了 电压，按照此种策略，则有Μ个抽头下，补偿点 数Ν2有：
[0017]鲁S3,在线路投入ST后，线路潮流改变为：
[0019] (3)；
[0020] 式中：Ρ/为投入ST后的线路有功功率七为线路未投入ST时的有功功率；△Ρ为 线路投入ST后有功功率的增加值；VS为线路送端电压；V1^为线路受端电压；X^3线路电抗；S为线路送端电压和受端电压的相位差；β为投入ST的输出电压的相位。
[0022] 式中：Ρ/为投入ST后的线路有功功率七为线路未投入ST时的有功功率；△Ρ为 线路投入ST后有功功率的增加值；VS为线路送端电压；V1^为线路受端电压；X^3线路电抗； S为线路送端电压和受端电压的相位差；β为投入ST的输出电压的相位。
[0023] 根据公式（3) (4)可知，当δ不变时，线路潮流和β有关，根据计算得到电压补偿 点（图4中点303)时线路潮流达到最大值，因此将抽头不等分相电压输出点分布图旋转相 应角度，（如图4)画出ST投运电压与PQ关系图；
[0024]·S4,在ST投运电压与PQ关系图上过原点（000)，图中原点（000)代表ST补偿 电压为0,对应的PQ是ST未补偿时系统的传输功率，其它的点分别代表ST输出不同的补偿 电压；分别画一条平行于P，Q横纵轴的直线L1和直线L2,将坐标平面分为顺时针的四个扇 区，分别为一扇区、二扇区、三扇区和四扇区，第一扇区位于右上角；
[0025] 鲁S5,线路功率目标值是根据线路潮流随机改变的，实际情况下投运需要根据现 场情况来设定；因此假设S点为线路功率目标值，允许线路潮流P，Q存在误差ΔΡ，ΔQ，因 此线路功率目标值周围设？咖=Ρ-ΑΡ,Ρμ，Ρ-ΔΡ,ζ^，Q-AQ，^^，Q+AQ四条直线 所包围的目标功率区域；
[0026] ST所能补偿的点是离散的，当补偿点进入目标功率区域后则认为达到目标补偿 占.
[0027] S点所能落到图中的位置总共分九种情况，包含于一、二、三、四扇区内，以及落于 两条直线L1和L2的正半轴或负半轴，还有就是落于包含原点（000)的区域；在控制ST时， 将此9种情况加以区分，在不同的区域，对目标值的调整仅限于该区域，由此减小抽头投切 次数；
[0028] 对于ST的每个补偿电压点，它与目标阴影区域的关系也有九种，分别在由Pmax， Pmin，Qmax，Qmin四条直线所分割成的九个区域内，S卩a-i所表示的9个区域；
[0029] 在ST动作到某个补偿电压点时，控制系统分析出所在的位置，根据不同的位置进 行下一步的动作策略，其最终目的就是通过最少的抽头投切次数使得补偿点进入目标功率 区域。
[0030] 以将目标值设定在第一扇区为例（如果目标值在其他扇区，抽头投切控制策略相 同），具体说明抽头投切包含以下步骤：
[0031] 步骤（1):根据误差允许范围ΔΡ，AQ，将目标点周围的目标阴影区域边界条件 Ρ_=Ρ_ΔΡ，ΡΜΧ=Ρ+ΔΡ,ζ^ζQ-AQj.zQ+AQ输入，判断边界条件所包围区域位于 ST补偿平面的哪个扇区，判定ST是否已经达到调节要求；
[0032] 步骤（2):以P为目标，将电压补偿点移动最小档位（100);
[0033] 步骤⑶：判断P，Q范围，若P，Q全满足，则退出，补偿完成；
[0034] 若P，Q不全满足，则继续判断执行以下步骤：
[0035] 若P不足，Q过多、刚好或过少，则切换到P增加最近的补偿点，返回步骤（3)开始 处；
[0036] 若P过多，Q过多