CN114996972B - 一种三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法，包括：基于三相八柱式MCSR的铁芯结构，获取所述三相八柱式MCSR的等效磁路模型；基于所述等效磁路模型，获取所述三相八柱式MCSR的KCL和KVL；基于所述KCL和KVL，获取所述三相八柱式MCSR的等效电路；基于所述等效电路，构建所述三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型。本发明能够直接在现有的电磁暂态仿真软件PSCAD中应用，并且提高对三相八柱式MCSR仿真分析的仿真精度。

Description

一种三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法
技术领域
本发明属于数字仿真建模技术领域，尤其涉及一种三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法。
背景技术
磁控式并联电抗器(MCSR)作为一种新型柔***流输电***装置，可以连续、快速地调节***中的无功功率，进而有效地抑制超/特高压输电线路的容升效应、操作过电压、潜供电流等现象，降低线路损耗，提高***的稳定性和安全性。
三相MCSR根据本体结构的不同可分为三相一体式结构和三台单相电抗器组式结构。其中三相一体式的MCSR如图2所示，三相芯柱之间由铁芯上下轭和旁柱连接，形成三相八柱的结构。绕组方面三相八柱式MCSR具有网侧绕组、控制绕组以及补偿绕组。其中网侧绕组和补偿绕组采用单一导线同时缠绕两个芯柱的绕制方式，控制绕组采用先将两条导线分别缠绕两个芯柱，再将两条导线反向串联的绕制方式。三相八柱式MCSR一次接线图如图3所示，三相网侧绕组星形连接，中性点接地；三相控制绕组并联接入控制***的输出端；三相补偿绕组角型连接，一方面为三次谐波电流提供通路，另一方面与控制***输入端连接，为其提供电源。除此补偿绕组还外接过滤5、7次谐波的滤波支路。
现有技术中提出了一种基于磁路分解的单相四柱式MCSR仿真建模方法，该方法指出：可利用现有仿真软件中常规的饱和变压器和饱和电抗器模型的连接组合模拟单相四柱式MCSR。该方法原理清晰、易于实现，但是方法仅针对单相四柱式MCSR。由于没有考虑到三相磁路之间的耦合关系，因此该方法无法适用于三相八柱式MCSR。
现有技术中针对三相八柱式MCSR提出了一种基于6台变压器组合的仿真建模方法，该方法指出：先将两台单相三绕组变压器串联模拟单相四柱式MCSR，再将所述的3台单相四柱式MCSR依据图3所示的MCSR一次接线图将各绕组连接得到三相八柱式MCSR仿真模型。但是该方法在建模时并未考虑到三相八柱式MCSR铁芯上下轭和旁柱对铁芯内磁通流动的影响以及三相绕组之间存在的磁耦合关系，因此该方法仿真精度不高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法，能够直接在现有的电磁暂态仿真软件PSCAD中应用，并且提高对三相八柱式MCSR仿真分析的仿真精度。
为实现上述目的，本发明提供了一种三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法，包括：
基于三相八柱式MCSR的铁芯结构，获取所述三相八柱式MCSR的等效磁路模型；
基于所述等效磁路模型，获取所述三相八柱式MCSR的KCL和KVL；
基于所述KCL和KVL，获取所述三相八柱式MCSR的等效电路；
基于所述等效电路，构建所述三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型。
可选地，所述等效磁路模型包括：第一磁路、第二磁路、第三磁路、第四磁路、第五磁路、第六磁路、第七磁路、第八磁路、第九磁路、第十磁路、第十一磁路、第十二磁路和第十三磁路；
所述第一磁路为A相左芯柱磁路；所述第二磁路为A相右芯柱磁路；所述第三磁路为B相左芯柱磁路；所述第四磁路为B相右芯柱磁路；所述第五磁路为C相左芯柱磁路；所述第六磁路为C相右芯柱磁路；所述第七磁路为左侧旁柱及其左上下轭磁路；所述第八磁路为右侧旁柱及其右上下轭磁路；所述第九磁路为连接A相左右芯柱的上下轭磁路；所述第十磁路为连接A相铁芯和B相铁芯的上下轭磁路；所述第十一磁路为连接B相左右芯柱的上下轭磁路；所述第十二磁路为连接B相铁芯和C相铁芯的上下轭磁路；所述第十三磁路为连接C相左右芯柱的上下轭磁路。
可选地，所述KCL的表达式为：
其中，φk为各磁路磁通，k＝1,2…13；
所述KVL的表达式为：
其中，Fxyz为各相各绕组产生的磁动势，x＝1、2、3，1为网侧绕组，2为控制绕组，3为补偿绕组，y＝p、q，p为左芯柱上的绕组，q为右芯柱上的绕组，z＝a、b、c，a为A相绕组、b为B相绕组，c为C相绕组，PL为旁柱及其相连上下轭磁路磁阻，Pm为芯柱磁路磁阻，Py为铁芯上下轭磁路磁阻。
可选地，获取所述三相八柱式MCSR的等效电路包括：将所述KCL和所述KVL进行对偶变换，基于对偶变换后的所述KCL和所述KVL，获取所述等效电路。
可选地，所述等效电路的所述KCL的表达式为：
其中，isxyz为经对偶变换得到的电流源电流，x＝1、2、3，1为网侧绕组，2为控制绕组，3为补偿绕组，y＝p、q，p为左芯柱上的绕组，q为右芯柱上的绕组，z＝a、b、c，a为A相绕组、b为B相绕组，c为C相绕组，ik'为经对偶变换后等效电路的各支路电流，k'＝1',2'…,13'；
所述等效电路的所述KVL的表达式为：
其中，ek'为支路电压，k'＝1',2'…13'。
可选地，所述等效电路包括：第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路、第六支路、第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路、第十三支路和电流源；
所述等效电路的连接方式为：
所述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路与第六支路依次串联连接，第七支路与第一支路串联连接，第八支路与第六支路串联连接，第九支路一端接入第一支路和第二支路之间，三条支路构成Y型连接，第十支路一端接入第二支路和第三支路之间，三条支路构成Y型连接、第十一支路一端接入第三支路和第四支路之间三条支路构成Y型连接、第十二支路一端接入第四支路和第五支路之间三条支路构成Y型连接、第十三支路一端接入第五支路和第六支路之间三条支路构成Y型连接，第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路的另一端子共同连接为一点构成回路，电流源分别与相应绕组的漏电感串联并分别与第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路、第六支路并联连接。
可选地，所述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路和第六支路为六个由非线性电感与电阻构成的并联组合，分别与所述第一磁路、第二磁路、第三磁路、第四磁路、第五磁路和第六磁路相对应；
所述第七支路和第八支路为两个由线性电感LL与电阻RL构成的并联组合，分别与所述第七磁路和第八磁路相对应；
所述第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路为五个由线性电感Ly与电阻Ry构成的并联组合，分别与所述第九磁路、第十磁路、第十一磁路、第十二磁路和第十三磁路相对应。
可选地，构建所述三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型包括：
基于第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器分别模拟所述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路和第六支路；
基于第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器分别模拟所述第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路；
所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器，均为二次侧绕组开路并考虑铁芯饱和特性的双绕组UMEC变压器；
所述第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器，均为二次侧绕组开路但不考虑铁芯饱和特性的双绕组UMEC变压器；
所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器、第六变压器、第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器，按照所述等效电路的连接方式进行连接；
在所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器一次侧绕组的两侧分别并联一个双绕组的理想变压器和一个三绕组的理想变压器，用于模拟所述电流源。
可选地，将第一变压器和第二变压器并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成A相网侧绕组，将第三变压器和第四变压器并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成B相网侧绕组，将第五变压器和第六变压器并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成C相网侧绕组；
将第一变压器和第二变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成A相控制绕组，将第三变压器和第四变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成B相控制绕组，将第五变压器和第六变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成C相控制绕组，再将A、B、C三相控制绕组并联接入三相八柱式MCSR的控制***；
将第一变压器和第二变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成A相补偿绕组，将第三变压器和第四变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成B相补偿绕组，将第五变压器和第六变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成C相补偿绕组，再将A、B、C三相补偿绕组三角型连接；
将各相各绕组的电阻和漏电抗分别串联在各绕组端线上。
可选地，构建所述三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型还包括：对所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器、第六变压器、第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器进行参数设置。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
(1)本发明的建模方法依据对偶性原理，从三相八柱式MCSR的磁路结构出发，推导出可以正确模拟三相八柱式MCSR的等效电路，弥补了原有建模方法忽略了MCSR铁芯结构和三相绕组间磁耦合关系的不足，提高了仿真模型的仿真精度。(2)本发明的仿真模型所用元件均为仿真软件中自带元件库中的元件，通过常规元件之间的连接进行等效，模型搭建简单、方便，元件参数获取简单，为分析三相八柱式MCSR与电网间的相互作用提供仿真基础。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的一种三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法流程示意图；
图2为本发明实施例的三相八柱式MCSR本体结构示意图；
图3为本发明的三相八柱式MCSR一次接线图；
图4为本发明实施例的三相八柱式MCSR等效磁路模型示意图；
图5为本发明实施例的对偶变换后的三相八柱式MCSR等效电路模型示意图；
图6为本发明实施例的PSCAD中三相八柱式MCSR仿真模型示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例
如图1所示，本实施例提供了一种三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法，包括：
基于三相八柱式MCSR的铁芯结构，获取所述三相八柱式MCSR的等效磁路模型；
基于所述等效磁路模型，获取所述三相八柱式MCSR的KCL和KVL；
基于所述KCL和KVL，获取所述三相八柱式MCSR的等效电路；
基于所述等效电路，构建所述三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型。
进一步地，所述等效磁路模型包括：第一磁路、第二磁路、第三磁路、第四磁路、第五磁路、第六磁路、第七磁路、第八磁路、第九磁路、第十磁路、第十一磁路、第十二磁路和第十三磁路；
所述第一磁路为A相左芯柱磁路；所述第二磁路为A相右芯柱磁路；所述第三磁路为B相左芯柱磁路；所述第四磁路为B相右芯柱磁路；所述第五磁路为C相左芯柱磁路；所述第六磁路为C相右芯柱磁路；所述第七磁路为左侧旁柱及其左上下轭磁路；所述第八磁路为右侧旁柱及其右上下轭磁路；所述第九磁路为连接A相左右芯柱的上下轭磁路；所述第十磁路为连接A相铁芯和B相铁芯的上下轭磁路；所述第十一磁路为连接B相左右芯柱的上下轭磁路；所述第十二磁路为连接B相铁芯和C相铁芯的上下轭磁路；所述第十三磁路为连接C相左右芯柱的上下轭磁路。
进一步地，获取所述三相八柱式MCSR的KCL和KVL后还包括：将所述KCL和所述KVL进行对偶变换，获取与磁路对偶的所述等效电路的所述KCL和所述KVL。
进一步地，所述等效电路包括：第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路、第六支路、第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路、第十三支路和电流源；
所述等效电路的连接方式为：
所述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路与第六支路依次串联连接，第七支路与第一支路串联连接，第八支路与第六支路串联连接，第九支路一端接入第一支路和第二支路之间，三条支路构成Y型连接，第十支路一端接入第二支路和第三支路之间，三条支路构成Y型连接、第十一支路一端接入第三支路和第四支路之间三条支路构成Y型连接、第十二支路一端接入第四支路和第五支路之间三条支路构成Y型连接、第十三支路一端接入第五支路和第六支路之间三条支路构成Y型连接，第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路的另一端子共同连接为一点构成回路，电流源分别与相应绕组的漏电感串联并分别与第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路、第六支路并联连接。
进一步地，所述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路和第六支路为六个由非线性电感与电阻构成的并联组合，分别与所述第一磁路、第二磁路、第三磁路、第四磁路、第五磁路和第六磁路相对应；
所述第七支路和第八支路为两个由线性电感LL与电阻RL构成的并联组合，分别与所述第七磁路和第八磁路相对应；
所述第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路为五个由线性电感Ly与电阻Ry构成的并联组合，分别与所述第九磁路、第十磁路、第十一磁路、第十二磁路和第十三磁路相对应。
进一步地，构建所述三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型包括：
基于第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器分别模拟所述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路和第六支路；
基于第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器分别模拟所述第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路；
所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器，均为二次侧绕组开路并考虑铁芯饱和特性的双绕组UMEC变压器；
所述第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器，均为二次侧绕组开路但不考虑铁芯饱和特性的双绕组UMEC变压器；
所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器、第六变压器、第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器，按照所述等效电路的连接方式进行连接；
在所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器一次侧绕组的两侧分别并联一个双绕组的理想变压器和一个三绕组的理想变压器，用于模拟所述电流源。
进一步地，将第一变压器和第二变压器并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成A相网侧绕组，将第三变压器和第四变压器并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成B相网侧绕组，将第五变压器和第六变压器并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成C相网侧绕组；
将第一变压器和第二变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成A相控制绕组，将第三变压器和第四变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成B相控制绕组，将第五变压器和第六变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成C相控制绕组，再将A、B、C三相控制绕组并联接入三相八柱式MCSR的控制***；
将第一变压器和第二变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成A相补偿绕组，将第三变压器和第四变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成B相补偿绕组，将第五变压器和第六变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成C相补偿绕组，再将A、B、C三相补偿绕组三角型连接；
将各相各绕组的电阻和漏电抗分别串联在各绕组端线上。
进一步地，构建所述三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型还包括：对所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器、第六变压器、第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器进行参数设置。
在本实施例中所提出的一种三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法的具体步骤如下：
步骤1：首先根据图2的三相八柱式MCSR的铁芯结构绘制图4的三相八柱式MCSR的等效磁路模型并定义各物理量及正方向。为便于建模方法与模型的提出，在保证铁芯内磁场不变的情况下，假设网侧绕组和补偿绕组由分别绕制在两个芯柱上的两条导线串联构成。记三相八柱式MCSR的A相左芯柱(p)磁路为1、右芯柱(q)磁路为2；B相左(p)芯柱磁路为3、右芯柱(q)磁路为4；C相左芯柱(p)磁路为5、右芯柱(q)磁路为6；左侧旁柱及其左上下轭磁路为7；右侧旁柱及其右上下轭磁路为8；连接A相左右芯柱的上下轭磁路为9；连接A相铁芯和B相铁芯的上下轭磁路为10；连接B相左右芯柱的上下轭磁路为11；连接B相铁芯和C相铁芯的上下轭磁路为12；连接C相左右芯柱的上下轭磁路为13。
记各相各绕组产生的磁动势为Fxyz、磁动势Fxyz经对偶变换得到的电流源电流为isxyz(其中x＝1表示网侧绕组、x＝2表示控制绕组、x＝3表示补偿绕组；y＝p表示左芯柱上的绕组、y＝q表示右芯柱上的绕组；z＝a表示A相绕组、z＝b表示B相绕组、z＝c表示C相绕组)；芯柱磁路磁阻为Pm、铁芯上下轭磁路磁阻为Py、旁柱及其相连上下轭磁路磁阻为PL；各绕组漏磁阻为Px(x＝1表示网侧绕组、x＝2表示控制绕组、x＝3表示补偿绕组)；各磁路磁通为φk、经对偶变换后等效电路的各支路电流为ik'、支路电压为ek'(k'＝1',2'…13')；
步骤2：根据步骤1中定义的物理量和三相八柱式MCSR的磁路结构，列出三相八柱式MCSR关于磁路的KCL和KVL方程为：
步骤3：依据对偶性原理将步骤2中三相八柱式MCSR磁路的KCL和KVL方程进行对偶变换，得到与磁路对偶的三相八柱式MCSR等效电路的KCL和KVL方程为：
步骤4：根据步骤3中三相八柱式MCSR等效电路的KCL和KVL方程得到图5的三相八柱式MCSR的等效电路。
其中支路1'-6'分别为6个由非线性电感Lm与电阻Rm构成的并联组合，对应三相八柱式MCSR的芯柱磁路1-6；支路7'、8'分别为2个由线性电感LL与电阻RL构成的并联组合，分别对应三相八柱式MCSR的左旁柱及其左上下轭磁路7、右旁柱及其右上下轭磁路8；支路9'-13'分别为5个由线性电感Ly与电阻Ry构成的并联组合，分别对应三相八柱式MCSR的连接A相左右芯柱的上下轭磁路9、连接A相铁芯和B相铁芯的上下轭磁路10、连接B相左右芯柱的上下轭磁路11、连接B相铁芯和C相铁芯的上下轭磁路12、连接C相左右芯柱的上下轭磁路13；电流源isxyz对应三相八柱式MCSR各相各绕组的磁动势Fxyz；线性电感LX(其中X＝1表示网侧绕组、X＝2表示控制绕组、X＝3表示补偿绕组)对应三相八柱式MCSR各绕组的漏磁路。
其中支路1'-6'按序号顺序依次串联连接、支路7'与支路1'串联连接、支路8'与支路6'串联连接、支路9'一端接入支路1'和支路2'之间三条支路构成Y型连接、支路10'一端接入支路2'和支路3'之间三条支路构成Y型连接、支路11'一端接入支路3'和支路4'之间三条支路构成Y型连接、支路12'一端接入支路4'和支路5'之间三条支路构成Y型连接、支路13'一端接入支路5'和支路6'之间三条支路构成Y型连接，支路7'-13'的另一端子共同连接为一点构成回路。电流源isxyz分别与相应绕组的漏电感串联并分别与支路1'-6'并联连接。
步骤5：根据步骤4中描述的三相八柱式MCSR的等效电路，在仿真软件PSCAD中利用软件元件库中的元件搭建出图6的三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型。
其中用二次侧绕组开路并考虑铁芯饱和特性的双绕组UMEC变压器T1-T6模拟步骤4中三相八柱式MCSR等效电路中的支路1'-6'；用二次侧绕组开路但不考虑铁芯饱和特性的双绕组UMEC变压器T7-T13模拟步骤4中三相八柱式MCSR等效电路中的支路7'-13'。再将T1-T13的一次侧绕组按照步骤4中三相八柱式MCSR等效电路支路1'-13'的连接方式连接。并在T1-T6一次侧绕组的两侧分别并联一个双绕组的理想变压器和一个三绕组的理想变压器，用来模拟电流源isxyz。
将T1和T2并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成A相网侧绕组、将T3和T4并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成B相网侧绕组、将T5和T6并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成C相网侧绕组；将T1和T2并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成A相控制绕组、将T3和T4并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成B相控制绕组、将T5和T6并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成C相控制绕组，再将A、B、C三相控制绕组并联接入三相八柱式MCSR的控制***；将T1和T2并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成A相补偿绕组、将T3和T4并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成B相补偿绕组、将T5和T6并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成C相补偿绕组，再将A、B、C三相补偿绕组三角型连接。最后将各相各绕组的电阻和漏电抗分别串联在各绕组端线上。
步骤6：对步骤5中的各元件设置参数，其中考虑铁芯饱和特性的UMEC变压器T1-T6的参数为：额定容量为三相八柱式MCSR额定容量的1/6、一次侧和二次侧额定电压为三相八柱式MCSR网侧额定相电压的1/2、额定频率与***频率保持一致、漏抗、空载损耗、负载损耗均设置为0，铁芯饱和特性通过空载试验I-U曲线获得；不考虑铁芯饱和特性的UMEC变压器T7-T13的参数除不设置铁芯饱和特性外均与T1-T6的参数设置相同；双绕组理想变压器的参数设置为：额定容量为三相八柱式MCSR额定容量的1/6、一次侧和二次侧额定电压为三相八柱式MCSR网侧额定相电压的1/2、额定频率与***频率保持一致、漏抗、空载损耗、负载损耗均设置为0；三绕组理想变压器的参数设置为：额定容量为三相八柱式MCSR额定容量的1/6、第一绕组额定电压为三相八柱式MCSR网侧额定相电压的1/2、第二绕组额定电压为三相八柱式MCSR控制侧额定相电压、第三绕组额定电压为三相八柱式MCSR补偿侧额定电压的1/2、额定频率与***频率保持一致、漏抗、空载损耗、负载损耗均设置为0。各绕组的电阻值和漏电抗值为三相八柱式MCSR的各绕组实际电阻值和漏电抗值。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法，其特征在于，包括：
基于三相八柱式MCSR的铁芯结构，获取所述三相八柱式MCSR的等效磁路模型；
所述等效磁路模型包括：第一磁路、第二磁路、第三磁路、第四磁路、第五磁路、第六磁路、第七磁路、第八磁路、第九磁路、第十磁路、第十一磁路、第十二磁路和第十三磁路；
所述第一磁路为A相左芯柱磁路；所述第二磁路为A相右芯柱磁路；所述第三磁路为B相左芯柱磁路；所述第四磁路为B相右芯柱磁路；所述第五磁路为C相左芯柱磁路；所述第六磁路为C相右芯柱磁路；所述第七磁路为左侧旁柱及其左上下轭磁路；所述第八磁路为右侧旁柱及其右上下轭磁路；所述第九磁路为连接A相左右芯柱的上下轭磁路；所述第十磁路为连接A相铁芯和B相铁芯的上下轭磁路；所述第十一磁路为连接B相左右芯柱的上下轭磁路；所述第十二磁路为连接B相铁芯和C相铁芯的上下轭磁路；所述第十三磁路为连接C相左右芯柱的上下轭磁路；
基于所述等效磁路模型，获取所述三相八柱式MCSR的KCL和KVL；
基于所述KCL和KVL，获取所述三相八柱式MCSR的等效电路；
获取所述三相八柱式MCSR的等效电路包括：将所述KCL和所述KVL进行对偶变换，基于对偶变换后的所述KCL和所述KVL，获取所述等效电路；
所述等效电路包括：第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路、第六支路、第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路、第十三支路和电流源；
所述等效电路的连接方式为：
所述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路与第六支路依次串联连接，第七支路与第一支路串联连接，第八支路与第六支路串联连接，第九支路一端接入第一支路和第二支路之间，三条支路构成Y型连接，第十支路一端接入第二支路和第三支路之间，三条支路构成Y型连接、第十一支路一端接入第三支路和第四支路之间三条支路构成Y型连接、第十二支路一端接入第四支路和第五支路之间三条支路构成Y型连接、第十三支路一端接入第五支路和第六支路之间三条支路构成Y型连接，第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路的另一端子共同连接为一点构成回路，电流源分别与相应绕组的漏电感串联并分别与第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路、第六支路并联连接；
基于所述等效电路，构建所述三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型；
构建所述三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型包括：
基于第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器分别模拟所述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路和第六支路；
基于第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器分别模拟所述第七支路、第八支路、第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路；
所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器，均为二次侧绕组开路并考虑铁芯饱和特性的双绕组UMEC变压器；
所述第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器，均为二次侧绕组开路但不考虑铁芯饱和特性的双绕组UMEC变压器；
所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器、第六变压器、第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器，按照所述等效电路的连接方式进行连接；
在所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器一次侧绕组的两侧分别并联一个双绕组的理想变压器和一个三绕组的理想变压器，用于模拟所述电流源；
将第一变压器和第二变压器并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成A相网侧绕组，将第三变压器和第四变压器并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成B相网侧绕组，将第五变压器和第六变压器并联的双绕组理想变压器未接入电路的一侧串联连接形成C相网侧绕组；
将第一变压器和第二变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成A相控制绕组，将第三变压器和第四变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成B相控制绕组，将第五变压器和第六变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第二绕组反向串联形成C相控制绕组，再将A、B、C三相控制绕组并联接入三相八柱式MCSR的控制***；
将第一变压器和第二变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成A相补偿绕组，将第三变压器和第四变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成B相补偿绕组，将第五变压器和第六变压器并联的三绕组理想变压器未接入电路的第三绕组串联形成C相补偿绕组，再将A、B、C三相补偿绕组三角型连接；
将各相各绕组的电阻和漏电抗分别串联在各绕组端线上。
2.根据权利要求1所述的三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法，其特征在于，所述KCL的表达式为：
其中，φk为各磁路磁通，k＝1,2…13；
所述KVL的表达式为：
其中，Fxyz为各相各绕组产生的磁动势，x＝1、2、3，1为网侧绕组，2为控制绕组，3为补偿绕组，y＝p、q，p为左芯柱上的绕组，q为右芯柱上的绕组，z＝a、b、c，a为A相绕组、b为B相绕组，c为C相绕组，PL为旁柱及其相连上下轭磁路磁阻，Pm为芯柱磁路磁阻，Py为铁芯上下轭磁路磁阻。
3.根据权利要求1所述的三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法，其特征在于，所述等效电路的所述KCL的表达式为：
其中，isxyz为经对偶变换得到的电流源电流，x＝1、2、3，1为网侧绕组，2为控制绕组，3为补偿绕组，y＝p、q，p为左芯柱上的绕组，q为右芯柱上的绕组，z＝a、b、c，a为A相绕组、b为B相绕组，c为C相绕组，ik'为经对偶变换后等效电路的各支路电流，k'＝1',2'…,13'；
所述等效电路的所述KVL的表达式为：
其中，ek'为支路电压，k'＝1',2'…13'。
4.根据权利要求1所述的三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法，其特征在于，所述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路、第五支路和第六支路为六个由非线性电感与电阻构成的并联组合，分别与所述第一磁路、第二磁路、第三磁路、第四磁路、第五磁路和第六磁路相对应；
所述第七支路和第八支路为两个由线性电感LL与电阻RL构成的并联组合，分别与所述第七磁路和第八磁路相对应；
所述第九支路、第十支路、第十一支路、第十二支路和第十三支路为五个由线性电感Ly与电阻Ry构成的并联组合，分别与所述第九磁路、第十磁路、第十一磁路、第十二磁路和第十三磁路相对应。
5.根据权利要求1所述的三相八柱式磁控并联电抗器的建模方法，其特征在于，构建所述三相八柱式MCSR的电磁暂态仿真模型还包括：对所述第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、第五变压器、第六变压器、第七变压器、第八变压器、第九变压器、第十变压器、第十一变压器、第十二变压器和第十三变压器进行参数设置。
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