【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于输配电变压器，具体是涉及一种动态调压调容的数字化柔性变压器。
技术介绍
1、建设新型电力系统核心是提升电网新能源消纳能力，逐步提高新能源占比。分布式光伏已经成为光伏发展的主要形式，2022年，国内新增光伏装机87.41gw，分布式光伏再次超过地面集中式电站，占比达到58％。但是分布式光伏爆发增长会对配电网安全稳定运行带来新的挑战。在高渗透率配电网中，这种挑战主要是电压越限(过电压和低电压)、电压波动、三相不平衡、谐波等电能质量问题。其中，过电压直接影响用户安全用电，所以是最严重的技术风险，也是影响分布式光伏消纳，影响配电网承载能力最主要的原因，如图1所示。
2、为了提高配电网对分布式电源及新型负荷的承载能力，主要是更换变压器扩容和使用调压变压器两种模式。综合考虑投资以及分布式光伏带来的电压波动问题。使用调压变压器是一种经济有效的方法。
3、调压变压器分为有载调压与无载调压，有载调压是带电(带负载)进行调压操作，无载调压就是停电进行调压操作。在配电网运行中，停电操作将影响到供电可靠性指标，所以尽量避免。因此，配电网有载调压是主要方向。随着分布式光伏和分散式风机等的发展，由于其随机性、波动性和间歇性带了电网电压波动和越限问题，电网越来越需要灵活的电压调节能力，适应新能源的发展。因此，本专利技术提出一种基于人工智能的动态调压调容的数字化柔性变压器。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种动态调压调容的数字化柔性变压器，实现更宽的
2、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案如下：一种动态调压调容的数字化柔性变压器，包括a、b、c三相高低压侧绕组、铁芯以及变压器控制终端，每一相所述a、b、c三相高低压侧绕组由一个固定的高压主绕组和n个分段的高压调压绕组通过高压分接头开关模块链接构成，而且1+n个高压绕组共磁芯；每一相所述a、b、c三相高低压侧绕组的低压侧绕组由一个固定的低压主绕组和m个分段的低压调压绕组通过低压分接头开关模块链接构成，而且1+m个低压绕组共磁芯，高低压侧调节绕组还分别并联有旁路断路器cb1和cb2。
3、进一步地，所述分接头开关模块内部电路主要由磁保持继电器k、常规继电器j、电阻r和模块控制单元组成，所述磁保持继电器k为集成控制互锁联动的两个开关。
4、进一步地，所述常规继电器j和所述电阻r串联，所述电阻r两端分别与继电器k的常闭触点两端电相连，出外接端口①和③，端口①外接调压线圈的一端，所述继电器k的常开触点的静触头端出端口②，外接调压线圈的另一端。
5、进一步地，所述分接头开关模块还包括模块控制单元，所述模块控制单元为继电器的控制线圈及控制电路供电，接收所述变压器控制终端下发的控制信号，并控制所述继电器j和k的闭合或断开。
6、进一步地，所述分接头开关模块电路结构也可以采用磁保持继电器与全控器件(mosfet或igbt)的组合，主要由磁保持继电器k、两个mosfet器件(g1和g2)、两个反并联的二极管(d1和d2)以及模块控制单元(mcu)组成。
7、进一步地，所述变压器控制终端的控制过程分为以下几个步骤：
8、(1)根据配电网上级调度系统给定的目标电压值与实际电网电压值计算得到电压偏差；
9、(2)根据电压偏差计算所述a、b、c三相高低压侧绕组每相高低压侧应投入或退出的调压模块及绕组数量；
10、(3)根据优化算法选择投入或退出的调压模块及绕组，依次投入或退出历史上动作次数最少的调压模块。
11、进一步地，在步骤(1)中，采集实际电网数据，并进行预处理，进行降噪和修复处理，采用线性插值法修复时间间隔较小的缺失数据以及采用均值平滑法处理失真数据，以获取电压、电流、负荷信息，电流i、电压u、负荷p之间的关系为：p＝ui。
12、进一步地，在步骤(3)中，具体计算步骤如下：
13、1).确定调压变压器的额定容量s_r和额定电压比v_r。(其中高压侧电压为v_h，低压侧电压为v_l，v_r＝v_h/v_l)；
14、2).根据电压偏差的大小δu，确定调压变压器的调压范围δ；
15、3).确定每个调压模块的调压能力η；
16、4).计算每相高低压侧应投入或退出的调压模块数量m，根据电压偏差的大小δu和调压模块的调压能力η，使用改进遗传算法确定需要投入或退出的调压模块数量，以实现电压调节和系统稳定的最优化；
17、5).根据调压变压器的额定容量和额定电压比s_r/v_r，计算出每相高低压侧的绕组数量。
18、进一步地，所述遗传算法的具体过程：对初始样本n进行编码，然后确定电压偏差的大小δu及每个调压模块的调压能力η，计算个体适应度fitness，执行变异交叉操作、小生境计算以及梯度计算，判断是否满足条件，若满足条件(是)，得出最优结果，若不满足条件(否)返回重新确定电压偏差的大小δu及每个调压模块的调压能力η。
19、进一步地，适应度计算公式如下：确定最小电压偏差δumin、及每个调压模块的最大调压能力ηmax，
20、
21、其中本专利技术的有益效果：
22、(1)本专利技术在10kv下每级调压250v，继电器j和k容易选择；调节速度快，接入或退出过程均可在1～2个周波内完成；直接从调压线圈取能，简单方便；每级分接头开关模块结构相同，可标准化，适合批量生产。
23、(2)本专利技术利用优化算法，能够使得以调压绕组的历史累计投入次数，保证每个绕组平均承担投入或退出的操作次数，这样提高了绕组开关的寿命。
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1.一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，包括A、B、C三相高低压侧绕组、铁芯以及变压器控制终端，每一相所述A、B、C三相高低压侧绕组由一个固定的高压主绕组和N个分段的高压调压绕组通过高压分接头开关模块链接构成，而且1+N个高压绕组共磁芯；每一相所述A、B、C三相高低压侧绕组的低压侧绕组由一个固定的低压主绕组和M个分段的低压调压绕组通过低压分接头开关模块链接构成，而且1+M个低压绕组共磁芯，高低压侧调节绕组还分别并联有旁路断路器CB1和CB2。
2.根据权利要求1所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，所述分接头开关模块内部电路主要由磁保持继电器K、常规继电器J、电阻R和模块控制单元组成，所述磁保持继电器K为集成控制互锁联动的两个开关。
3.根据权利要求2所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，所述常规继电器J和所述电阻R串联，所述电阻R两端分别与继电器K的常闭触点两端电相连，出外接端口①和③，端口①外接调压线圈的一端，所述继电器K的常开触点的静触头端出端口②，外接调压线圈的另一端。
4.根据权利要求2所述
5.根据权利要求1所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，所述分接头开关模块电路结构也可以采用磁保持继电器与全控器件(Mosfet或IGBT)的组合，主要由磁保持继电器K、两个Mosfet器件(G1和G2)、两个反并联的二极管(D1和D2)以及模块控制单元(MCU)组成。
6.根据权利要求1所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，所述变压器控制终端的控制过程分为以下几个步骤：
7.根据权利要求6所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，在步骤(1)中，采集实际电网数据，并进行预处理，进行降噪和修复处理，采用线性插值法修复时间间隔较小的缺失数据以及采用均值平滑法处理失真数据，以获取电压、电流、负荷信息，电流I、电压U、负荷P之间的关系为：P＝UI。
8.根据权利要求6所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，在步骤(3)中，具体计算步骤如下：
9.根据权利要求8所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，所述遗传算法的具体过程：对初始样本N进行编码，然后确定电压偏差的大小ΔU及每个调压模块的调压能力η，计算个体适应度fitness，执行变异交叉操作、小生境计算以及梯度计算，判断是否满足条件，若满足条件(是)，得出最优结果，若不满足条件(否)返回重新确定电压偏差的大小ΔU及每个调压模块的调压能力η。
10.根据权利要求9所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，适应度计算公式如下：确定最小电压偏差ΔUmin、及每个调压模块的最大调压能力ηmax，
...【技术特征摘要】
1.一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，包括a、b、c三相高低压侧绕组、铁芯以及变压器控制终端，每一相所述a、b、c三相高低压侧绕组由一个固定的高压主绕组和n个分段的高压调压绕组通过高压分接头开关模块链接构成，而且1+n个高压绕组共磁芯；每一相所述a、b、c三相高低压侧绕组的低压侧绕组由一个固定的低压主绕组和m个分段的低压调压绕组通过低压分接头开关模块链接构成，而且1+m个低压绕组共磁芯，高低压侧调节绕组还分别并联有旁路断路器cb1和cb2。
2.根据权利要求1所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，所述分接头开关模块内部电路主要由磁保持继电器k、常规继电器j、电阻r和模块控制单元组成，所述磁保持继电器k为集成控制互锁联动的两个开关。
3.根据权利要求2所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，所述常规继电器j和所述电阻r串联，所述电阻r两端分别与继电器k的常闭触点两端电相连，出外接端口①和③，端口①外接调压线圈的一端，所述继电器k的常开触点的静触头端出端口②，外接调压线圈的另一端。
4.根据权利要求2所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，所述分接头开关模块还包括模块控制单元，所述模块控制单元为继电器的控制线圈及控制电路供电，接收所述变压器控制终端下发的控制信号，并控制所述继电器j和k的闭合或断开。
5.根据权利要求1所述的一种动态调压调容的数字化柔性变压器，其特征在于，所述分接头开关模...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵东元，兰越前，
申请(专利权)人：北京中电博达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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