基于模型预测控制的高频隔离型混合配电变压器

配电台区新型源/荷占比逐年提升,使得高/低电压、谐波放大、三相不平衡等配电终端电能质量问题凸显。提出一种基于模型预测控制的高频隔离型混合配电变压器,具备电能质量综合治理、交/直流混合配电等功能,可以满足配电终端用户高品质供用电以及新型源/荷友好接入需求。介绍了高频隔离型混合配电变压器的拓扑结构并推导了数学模型。结合拓扑结构特点,设计了连续控制集模型预测控制(CCS-MPC)策略和延时模型预测控制策略,CCS-MPC通过计算最优化占空比,实现前端变换器输出具有固定的开关频率和开关序列,减小寻优计算量。利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了一套10 kV/0.4 kV电压等级的高频隔离型混合配电变压器系统,验证了所提拓扑结构电能质量综合治理能力的有效性。

实现配电变压器效率最大化的治理方法研究

铁损、铜损是影响配电变压器效率的基本损耗,尤其当三相负荷不平衡发生时还会带来附加损耗。为实现配电变压器效率最大化,结合低压供配电系统三相幅值和功率因数均不平衡的现状,通过数学建模对影响配电变压器效率的因素进行理论分析,并建立三相负荷不平衡度与配电变压器效率关系的度量式,基于联合机制提出实现配电变压器效率最大化算法。通过算例与实验法对所提理论进行验证分析,结果表明,通过治理中性线电流可以有效提高配电变压器效率。结合实验结果提出了实现配电变压器效率最大化的改良措施。

10kV配电变压器二次回路设计优化和改进

本文介绍10kV配电变压器二次回路的传统设计方案,对其设计中存在的不足之处进行详细阐述。在某大型石化项目详细设计阶段,对本项目10k V配电变压器二次回路的设计方案进行优化和改进,从而提高了某石化公司供电系统的可靠性。

面向多元负荷和优质供电的虚拟增容配电变压器:概念、应用与展望

随着海量分布式新能源、柔性负荷、储能接入配电网,配电变压器在增强配电网多元负荷适应性及供电质量等方面将面临更严峻的挑战。为系统地梳理现有配电变压器在技术性、经济性等方面的优劣和异同,该文总结了其拓扑结构、关键技术、应用场景及局限性。在考虑储能技术规模化应用的基础上,以现有配电变压器配合储能为硬件基础,提出对现有配电变压器进行“虚拟增容”的新概念——虚拟增容配电变压器,以探索传统配电变压器与储能元件信息物理融合的新模式、新场景。该文对虚拟增容配电变压器的概念进行了定义,并阐述了其拓扑结构与功能架构,进而探讨了虚拟增容配电变压器的应用场景与关键实现技术,以期为我国智能配电变压器的发展与研究提供新思路。

数据驱动的台区配电变压器接头阻抗计算与温升预警方法电变压器区配电变警方法

为解决配电网中部分配电变压器在长期运行后出现的导线接头老化,局部温升严重等安全隐患发现不及时的问题,建立了针对台区配电变压器三相四线制接触阻抗高准确性计算模型,形成了数据驱动的配电变压器潜在安全隐患温升预警方法。利用三相四线制台区变压器的等值电路模型,构建了计算接触阻抗的等价方程组。因方程组变量数大于方程组数目,特将不可解方程组模型转化为求最小值的等效优化模型,并运用BFGS优化算法对模型进行优化迭代求解。利用最大负载电流下的长期发热模型,建立了接触阻抗与温度的等价关系,形成了接触阻抗的分级预警体系。利用江西电网两个实际台区现场运行数据,验证了所提出方法的有效性。

配电变压器三相不平衡附加损耗量化分析

配电网变压器三相不平衡附加损耗的计算由于缺乏对铁耗等的全面分析而精度不高。考虑到损耗治理依赖于精确有效的损耗数据,故提出计及铁耗变化的配电变压器三相不平衡附加损耗计算方法。利用磁动势平衡方程式来分析励磁磁动势和主磁通的产生过程,以建立励磁电流与一、二次侧相电流的关系。根据配电变压器的绕组联结方式建立正序、负序和零序等值电路模型,给出三相不平衡下的附加损耗计算方法。仿真测试结果表明,与现有方法相比,所提附加损耗计算方法能够量化反映三相不平衡对变压器损耗产生的影响,在不同负荷率和不同励磁阻抗参数条件下均具有更低的计算误差。

外置式散热模块对配电变压器热点温升的影响

对于电网季节性过载引起的配电变压器温升过高情况,文中提出在油浸式配电变压器的散热片上安装外置式散热模块强化变压器散热能力,以降低热点温升。为验证该方法的可行性,以一台S13-M-200/10型配电变压器为研究对象建立三维模型,在变压器模型的散热片上建立外置式散热模块。改变散热模块建立的位置与数量从而形成4个不同计算模型。通过有限体积法计算4个模型在不同负载状态下的热点温升。对部分仿真结果使用短路法温升试验验证,仿真与计算误差小于3 K。试验与仿真结果表明合理的安装外置式散热模块可以使油浸式配电变压器的热点温升降低10 K左右,为配电变压器的温升降低提供一种新的思路。

混合式配电变压器功角优化控制

针对现有同相位控制无法使混合式配电变压器(HDT)损耗达到最小的问题,提出了HDT的最小损耗模式,以实现功角优化控制,从而降低其运行损耗。首先,建立HDT的相量关系,导出可变损耗与负荷、功率因数角、网侧电压波动系数、功角之间的函数关系;然后,导出最优功角的解析公式,据此建立最小损耗模式的计算流程,从而提出HDT功角优化控制策略。该策略的突出特点在于实时检测电网及负荷工况,进而在线算出实现最小损耗的最优功角;理论分析指出,负荷越轻、越接近纯阻性,电压同相位模式更接近最小损耗模式;反之,电流同相位模式更接近最小损耗模式。仿真及实验结果表明:在网侧电压波动及负载电流畸变工况下,所提出的功角优化控制策略能在实现网侧电流正弦单位功率因数控制及负载电压正弦稳定控制的前提下,有效减小HDT的损耗;轻载工况下,相比电流同相位模式,仿真和实验最小损耗模式能减小可变损耗的60%和42%;在额定负载下,相比电压同相位模式,仿真和实验最小损耗模式能减小可变损耗的46%和37%。

基于智能配电变压器的格状化配电系统及其协调控制

大量分布式光伏电源的接入为配电系统的安全、经济运行带来了巨大挑战。针对配电系统线路损耗和电能质量问题,提出一种基于智能配电变压器的格状化配电系统架构。综合配电系统源-荷之间的功率关系与电能质量综合治理,构建格状化配电系统协调控制策略。最后,在MATLAB/Simulink中建立双节点系统模型进行仿真验证。仿真结果表明,所提格状化配电系统架构相较于其他传统架构降低了系统功率损耗、实现了电能质量治理功能。

考虑配电变压器变比误差的配电网多断面联合状态估计

量测配置薄弱一直是困扰配电网状态估计精度的重要原因。台区智能融合终端的广泛应用丰富了量测配置,并使配电网状态估计范围延伸到配电变压器低压侧,客观上对配电变压器参数的准确性提出了更高的要求。配电变压器数量多,参数维护工作量大,参数准确性目前仍难以得到有效保证,变比参数错误是导致配电网状态估计精度低的关键因素。利用配电变压器普遍采用无载调压抽头、变比变化频率较低的特点,提出考虑配电变压器变比误差的配电网多断面联合状态估计方法。通过建立直角坐标系下基于二次型的配电网多断面联合状态估计模型,并采用正交变换法求解,实现对配电变压器变比的准确估计。IEEE 33节点修正系统及某实际配电网的算例分析结果表明,所提方法能够对配电变压器变比给出较为准确的估计,有助于及时发现并修正变比参数错误,减轻参数维护工作量,提升配电网状态估计精度。

配电变压器强波动负荷动态热点温度计算模型

配电变压器是居民、工业配电系统的核心设备,准确获取运行时变压器的动态温度对其安全运行至关重要,尤其是在工厂大型设备频繁启停的波动负荷下。文中提出了一种基于改进遗传编程算法的配电变压器动态热点温度计算方法,并搭建了配电变压器热点温度实验平台,以获得的实验数据作为训练集和预测集。研究结果表明,所提计算方法相较于传统遗传编程算法可以更高效地获得最优个体,预测结果和实测结果的最大误差仅为1.44 K,为配电变压器智能运维和温度监测无传感器化提供了新的技术手段。

配电变压器油箱不同结构的损耗分析

本文通过电磁场仿真技术,以一台630kVA配电变压器为例,对波纹油箱和平板油箱两种油箱结构中的漏磁场及杂散损耗进行了仿真计算。仿真和实测结果显示,采用波纹油箱结构和平板油箱结构,油箱中的杂散损耗对负载损耗有一定影响,波纹油箱中的损耗小于平板油箱中的损耗。

一体化接线配电变压器能效检测装置的设计

随着碳达峰、碳中和任务的提出,变压器能效升级成为电力行业的重要举措。大量变压器急需检测,为解决传统能效检测装置存在的检测时间长、体积庞大、操作复杂等问题,本文研制了一种一体化接线配电变压器能效检测装置。该装置以STM32控制器为核心,采用电力电子电源为驱动,设计一体化接线模块完成空负载实验接线的自动切换。同时,测量模块通过量程切换实现电信号的自动测量,以非线性优化算法对测量数据进行修正,实现了能效智能化检测,提高了检测精度和测试效率。通过对一台30 kVA的配电变压器进行能效检测,结果显示,该装置的电压、电流、功率测量精度分别达到了0.2级、0.5级、1级,平均检测时间为8分钟,为实际能效检测工作提供了重要的技术支持。

采用B18R065取向硅钢片的配电变压器振动与噪声数值计算

振动与噪声是新型配电变压器设计与研制过程中必须关注的关键问题。为此,首先分别测量了B18R065牌号硅钢片的磁滞回线与磁致伸缩曲线,采用有限元方法分析了空载条件下配电变压器铁心磁场分布与变化规律,据此计算了不同时刻铁心磁致伸缩应变;然后,基于热应力模拟方法,将磁致伸缩应变等效为温度载荷输入三维瞬态机械分析模型,计算出配电变压器铁心、油箱的振动位移分布及其随时间的变化规律;再次,将位移计算结果作为激励源,建立了配电变压器三维声场谐分析数值模型,对配电变压器周围声场进行仿真分析;最后,设计并研制了采用B18R065新型牌号硅钢片的10 kV三相油浸式配电变压器原型,并在半消声室内进行了噪声测试试验,验证了配电变压器声场数值计算结果的有效性。结果表明:配电变压器原型空载噪声不超过42.0 dB(A)。

基于多特征量的配电变压器运行可靠性评估

配电变压器运行可靠性评估,对实现主动运维,保障人民可靠优质用电,护航经济高质量发展具有重要意义。本文基于配电网日常监测手段和数据,提出了多特征量的配电变压器运行可靠性评估,首先,从电气量、环境量和状态量三个方面构建了配电变压器可靠性评估体系,给出了各指标的定义;其次,提出了主客观融合的指标权重计算方法,给出了各个指标的评分原则,设计了可靠性评估流程;最后,通过实际算例分析证明了本文指标体系及方法的可行性,有利于实现配电网变压器可靠监测和主动运维,对配电网变压器设备运行可靠性的提升具有重要价值。

一种配电变压器自动测试方法及系统开发

目前,各检测公司一般都配备试验装置。然而,这些试验装置的测试能力水平基本上仍停留在传统水平上,而且具有缺乏集成化、自动化、智能化的特点。该文设计一种配电变压器自动测试方法及系统,该方法可以根据用户的需求自定义试验队列。该系统涉及电气试验软件技术领域。具体步骤包括:创建配电变压器测试样本或选择已有配电变压器测试样本;根据配电变压器测试样本,选择试验项目;录入配电变压器的试验参数;根据试验参数生成试验队列;对配电变压器进行试验,直至完成所有试验队列;查看试验结果并生成试验报告。该文所提供的方法具有操作简单、易于理解和掌握的特点,大大减少测试人员的培训成本。同时,该方法可解决配电变压器检测效率低的问题,提高测试效率。

一种配电变压器非电量监测装置

该文研制一种集成油温、油位、压力和桩头温度等的配电变压器非电量监测功能的一体化装置。实现对配电变压器各类非电量信号的采集、处理及数据的传输,并且设定相关阈值对可能发生的异常情况进行预警。最后通过装置的实际运行情况,验证装置运行的稳定性、可靠性及未来推广应用的前景。

基于漏油实验的配电变压器可靠性评估方法

配电变压器故障状态的可靠性评估,对保障设备安全可靠运行、避免生产安全事故具有重要意义。本文基于配电变压器漏油故障实验数据,提出了一种考虑漏油故障的配电变压器可靠性评估方法。首先,提出了配电变压器漏油故障实验方案,获取不同状态下的变压器油压、油位和温度数据;其次,根据实验数据,从机理上构建可靠性评估模型,拟合出变压器漏油状态的变化特征曲线;最后,比对变化特征曲线与温度和压力的规律,来进行配电变压性的可靠性评估。通过实验环境与现场实例应用,所得结果表明本文可靠性评估方法具有可行性,能降低配电变压器的故障发生率,提高运行可靠性。

新形势下10kV配电变压器的选择安装及交接试验探讨

10kV配电变压器是电力系统中重要的配电设备,主要用于电压变换,将高电压电力转换为用户可用的电压,广泛应用于工业、商业和居民小区等领域。基于现阶段电力需求大且新能源并网量增加的新形势下,本文详细探讨了10kV配电变压器选择、安装及交接试验的具体操作,以期给配电系统的整体性能提升带来一定的启发。

配电变压器环境噪声识别关键技术研究

针对配电变压器环境噪声复杂多变的特点,提出一种基于小波变换、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、噪声特征库的噪声识别方法。该方法首先采用小波变换对噪声信号进行预处理,其次利用SVM提取噪声特征并进行分类识别,最后结合噪声特征库综合判定噪声类型。实验结果表明,该方法的噪声识别精度、召回率、F1值等指标均优于传统方法,为配电变压器精准降噪提供了新思路。