電力系統(tǒng)分析軟件PSASP中變壓器模型處理的研究 【摘要】變壓器是組成電力系統(tǒng)的主要元件之一，其數(shù)學(xué)模型的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性關(guān)系到電力系統(tǒng)分析計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。但目前各電力系統(tǒng)分析軟件對非標(biāo)準(zhǔn)變比的變壓器數(shù)學(xué)模型處理方式不盡相同，因此會導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果有差異。實(shí)際上，變壓器繞組的漏抗和電阻是隨分接頭調(diào)整而變化的，選取能反應(yīng)這種變化關(guān)系的變壓器模型時十分必要的。本文通過算例研究，核實(shí)PSASP電力系統(tǒng)分析軟件說明書中所描述的變壓器模型，并具體分析其是否合理。最后提出并推導(dǎo)較準(zhǔn)確的變壓器模型參數(shù)算法及其等值電路，并分析該變壓器模型的適應(yīng)性以及準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：變壓器模型；分接頭調(diào)整；等值阻抗；PSASP【Abstract】Powertransformeristhekeycomponentofthepowersystem.Theadaptabilityandtheaccuracyofitsmathematicalmodelsdeterminethereliabilityofthepowersystemcalculationresults.Nowadays,differentpowersystemanalysissoftwares,however,havediversewaysofapproachingnon-standardratiotransformermathematicalmodels,ofwhichwillresultinthedifferencesamongtheresults.Actually,theleakagereactanceofthetransformerwindingandtheresistancevarywiththetapadjustment,therefore,itisnecessarytochoosethetransformermodelswhichcanwellreflectthiskindofrelationship.Basedoncasesandresearch,thispaperverifiedthetransformermodelsthathavebeenproposedinthePSASPspecificationandalsoanalyzeditsrationality.Finally,inthispaper,moreaccuratetransformermodelparameteralgorithmsandtheirequivalentcircuitswereproposedanddeduced.Also,theadaptabilityandtheaccuracyofthetransformermodelswereanalyzedinthepaper.Keywords:TransformerModel;TapAdjustment;EquivalentReactance;PSASP

目錄1緒論 11.1電力系統(tǒng)分析軟件的現(xiàn)狀與發(fā)展 11.2電力系統(tǒng)軟件中變壓器模型研究的意義 11.3本文的主要工作 22PSASP軟件功能和模型介紹 32.1PSASP軟件概述 32.1.1PSASP簡介 32.1.2PSASP體系結(jié)構(gòu) 32.2PSASP主要功能介紹 42.2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立和編輯方法 42.2.2PSASP潮流計(jì)算流程 52.3PSASP軟件的使用心得 63電力系統(tǒng)中變壓器的基本概念以及數(shù)學(xué)模型 83.1電力系統(tǒng)中變壓器的等值電路與參數(shù) 83.1.1變壓器的參數(shù)的計(jì)算 83.2變壓器的π型等值電路 93.3PSASP中變壓器模型的介紹 113.3.1PSASP中變壓器模型的建立 113.3.2PSASP中變壓器模型及參數(shù)計(jì)算 134對算例的潮流計(jì)算 154.1算例的介紹 154.2用PSASP對算例進(jìn)行分析 154.2.2在PSASP中進(jìn)行算例模型的搭建 154.2.3算例在PSASP中的結(jié)果 174.3手算算例的分析 184.3.1不考慮變比變化時的潮流結(jié)果 184.3.2考慮變比變化時的潮流結(jié)果 195對算例計(jì)算結(jié)果的整合與分析 215.1對算例計(jì)算結(jié)果的整合 215.2比較PSASP潮流計(jì)算與手算潮流計(jì)算結(jié)果 235.3對PSASP中變壓器模型處理分析總結(jié) 236統(tǒng)一變壓器模型的提出 256.1統(tǒng)一變壓器模型參數(shù)算法及其等值電路 256.2該變壓器模型的準(zhǔn)確性分析 266.2.1統(tǒng)一變壓器模型與PSASP、PSSE變壓器模型的聯(lián)系 266.2.2統(tǒng)一變壓器模型的推導(dǎo) 276.2.3統(tǒng)一變壓器模型的準(zhǔn)確性及優(yōu)點(diǎn) 297全文總結(jié) 30致謝 31參考文獻(xiàn) 32PAGE321緒論1.1電力系統(tǒng)分析軟件的現(xiàn)狀與發(fā)展電力系統(tǒng)分析軟件用數(shù)學(xué)模型和數(shù)值方法對系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行研究，可用來確定規(guī)劃設(shè)計(jì)方案、擬定運(yùn)行方式，電力系統(tǒng)分析計(jì)算的準(zhǔn)確性依賴于每個系統(tǒng)元件模型的準(zhǔn)確性，隨著研究工作的不斷深人，電力系統(tǒng)元件的建模工作也取得巨大進(jìn)展，電力系統(tǒng)分析軟件的標(biāo)準(zhǔn)模型庫中有：飽和／非飽和情況下的同步／異步電機(jī)模型、勵磁調(diào)節(jié)器(包括數(shù)字勵磁)和調(diào)速器模型、原動機(jī)模型、鍋爐和再熱器等模型、飽和／非飽和情況下的變壓器模型(雙繞組／三繞組／調(diào)壓變壓器)、各種輸電線模型、HVDC模型非線性元件(如飽和電抗器、避雷器、晶閘管和GTO)模型、負(fù)荷模型等。在當(dāng)今的信息時代，計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展日新月異。一些新思想、新方法和新技術(shù)正逐步影響著電力系統(tǒng)分析軟件的發(fā)展。例如軟件工程的方法和技術(shù)面向?qū)ο蟮木幊谭椒?、并行算法和?shù)據(jù)庫技術(shù)等等，遵循統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，都使電力系統(tǒng)軟件的開發(fā)進(jìn)一步規(guī)范化，提高和完善，更加高效和實(shí)用，以適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。計(jì)算機(jī)軟、硬件的不斷更新?lián)Q代以及數(shù)學(xué)方法、模型等值方法的快速進(jìn)步，必將為電力系統(tǒng)分析軟件的發(fā)展提供一片嶄新的天地。1.2電力系統(tǒng)軟件中變壓器模型研究的意義為了適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的需要，通常在變壓器的高壓繞組上設(shè)計(jì)制造有分接頭，系統(tǒng)運(yùn)行時，電力變壓器不一定運(yùn)行在主接頭位置上，并且運(yùn)行的分接頭位置不是一成不變。變壓器分接頭的調(diào)整不僅改變變壓器的變比，而且對變壓器漏抗和電阻也有很大的影響。大部分電力系統(tǒng)分析教材及專著中，選擇的理想變壓器模型主要用于離線潮流計(jì)算，而離線潮流計(jì)算一般都直接給定阻抗，不需要考慮分接頭調(diào)整（引起變比變化）對變壓器阻抗的影響，因而選擇何種模型都沒有問題。另外在電力系統(tǒng)離線分析算法中，變壓器模型的變比和阻抗都是給定的。在這種條件下，只要在算法中不需要調(diào)整變比(即不需要調(diào)節(jié)變壓器分接頭)，那么變壓器模型是否考慮分接頭的影響對計(jì)算結(jié)果沒有影響。因此，這類算法選擇變壓器模型時，一般不需要考慮分接頭影響。對于需要調(diào)整變比的算法，不考慮分接頭的影響，則會產(chǎn)生較大誤差。而電力系統(tǒng)在線分析的變壓器模型目前一般也是沿用傳統(tǒng)的潮流計(jì)算的變壓器模型，沒有考慮分接頭的影響。實(shí)際上，在線軟件算法中，包括狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流等，變壓器的等值阻抗無論用戶直接給定，還是程序自動計(jì)算，一般都是通過變壓器主接頭下的短路數(shù)據(jù)求得的。運(yùn)行時，變壓器卻不一定運(yùn)行在主接頭，在非標(biāo)準(zhǔn)變比下計(jì)算就會有誤差。因此對電力網(wǎng)絡(luò)的描述和處理往往成為解決有關(guān)問題的關(guān)鍵，變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一，同時也是使用較多的設(shè)備。由于大部分變壓器都帶有載或無載調(diào)壓分接頭，當(dāng)分接頭調(diào)整時將影響變壓器物理參數(shù)，因此必須研究潮流計(jì)算程序中的變壓器模型是如何適應(yīng)分接頭調(diào)整的，從而根據(jù)變壓器銘牌參數(shù)正確計(jì)算并填寫與模型配套的變壓器參數(shù)?？傊?，對于電力系統(tǒng)中應(yīng)用如此廣泛的變壓器設(shè)備，正確描述其數(shù)學(xué)模型，確定它的準(zhǔn)確參數(shù)是非常重要的。1.3本文的主要工作變壓器是組成電力系統(tǒng)的主要元件之一，其數(shù)學(xué)模型的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性關(guān)系到電力系統(tǒng)分析計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文主要是在逐步掌握PSASP電力系統(tǒng)分析軟件的使用方法的基礎(chǔ)上，通過使用PSASP軟件對算例進(jìn)行研究，核實(shí)PSASP電力系統(tǒng)分析軟件說明書中所描述的變壓器模型，并且具體分析PSASP中變壓器模型是否合理。最后提出并推導(dǎo)較為準(zhǔn)確的變壓器模型等值電路及其參數(shù)算法，并分析該變壓器模型的適應(yīng)性以及準(zhǔn)確性。2PSASP軟件功能和模型介紹2.1PSASP軟件概述2.1.1PSASP簡介PSASP（PowerSystemAnalysisSoftwarePackage）簡稱PSASP是一套功能強(qiáng)大、使用方便的電力系統(tǒng)分析程序，是具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的大型軟件包。它由中國電力科學(xué)院研制，主要用于電力系統(tǒng)的運(yùn)行、設(shè)計(jì)、研究。PSASP功能不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的潮流、暫態(tài)穩(wěn)定、短路電流、小干擾穩(wěn)定、最優(yōu)潮流和無功優(yōu)化等各種計(jì)算，涉及了穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、線性、非線性各種分析。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷更新，使其圖形美觀、接口方便。2.1.2PSASP體系結(jié)構(gòu)PSASP的結(jié)構(gòu)分為三層，如圖2-1所示。第一層是公用數(shù)據(jù)和模型的資源庫，其中包括電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、固定模型庫、用戶自定義模型庫、用戶程序庫，可進(jìn)行數(shù)據(jù)和模型建立；第二層是基于資源庫的應(yīng)用程序包，其中包括:穩(wěn)態(tài)分析、故障分析、機(jī)電暫態(tài)分析，潮流計(jì)算，可進(jìn)行各種計(jì)算分析；第三層是計(jì)算結(jié)果和分析工具，執(zhí)行各種分析計(jì)算后，即生成相應(yīng)的結(jié)果數(shù)據(jù)庫。圖2-1PSASP的體系結(jié)構(gòu)圖2.2PSASP主要功能介紹在本次設(shè)計(jì)中，主要涉及了PSASP的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、潮流計(jì)算,下面主要對這兩項(xiàng)功能及在軟件使用過程中需要注意的地方作一下介紹。2.2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立和編輯方法我們所使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立和編輯方法有以下兩種：(1)文本方式在文本方式環(huán)境中(點(diǎn)擊主畫面中的“文本支持環(huán)境”按鈕進(jìn)入)，點(diǎn)擊菜單條中的“數(shù)據(jù)”，便彈出基本元件數(shù)據(jù)庫子菜單,如圖2-2所示：圖2-2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的文本方式建立方法再點(diǎn)擊某一項(xiàng)，便進(jìn)入編輯該表的畫面。盡管各表的內(nèi)容不同，但畫面風(fēng)格一致。都有工具條、按鈕、數(shù)據(jù)標(biāo)題欄及解釋說明條，使用戶很容易了解各項(xiàng)的內(nèi)容及如何填寫。一幅畫面對應(yīng)數(shù)據(jù)表的一條記錄，翻一個畫面便換另一個記錄。此外，還可以通過畫面中的“瀏覽”按鈕，以瀏覽方式編輯數(shù)據(jù)，該方式如同填寫表格，便于各記錄間的數(shù)據(jù)比較。(2)圖形方式在圖形數(shù)據(jù)編輯環(huán)境(在主畫面中，點(diǎn)擊“圖形支持環(huán)境”按鈕，再點(diǎn)擊“編輯模式”按鈕進(jìn)入)中，在繪制電力系統(tǒng)單線圖各元件的同時，即可建立和編輯各元件的數(shù)據(jù)，形成圖形數(shù)據(jù)的交互環(huán)境。具體分為以下兩種情況：·在繪制某一元件時，如某一發(fā)電機(jī)，若該機(jī)尚未建立數(shù)據(jù)，則彈出編輯該發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)的畫面(與文本方式的畫面相同)，則可隨即建立其相應(yīng)數(shù)據(jù)?！るp擊圖上的某一元件，如某一發(fā)電機(jī)，即彈出該發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)編輯畫面，從而可填寫或修改各項(xiàng)數(shù)據(jù)。2.2.2PSASP潮流計(jì)算流程PSASP潮流計(jì)算的流程與結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。說明：①虛線以上是各種計(jì)算(潮流、暫態(tài)穩(wěn)定、短路等)的公共部分，即基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備?？赏ㄟ^文本和圖形兩種方式建立和編輯，最終生成可供各種計(jì)算分析的電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。②虛線以下為潮流計(jì)算特有的部分。其中需要用戶參與的有兩部分：其一是計(jì)算作業(yè)的定義。即確定電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，運(yùn)行方式及計(jì)算的控制(計(jì)算方法，迭代誤差、控制功能的投入等)。這里有文本和圖形兩種方式支持。其二是計(jì)算結(jié)果的編輯和輸出。即選擇輸出的范圍和內(nèi)容，這里有文本和圖形兩種方式：·文本方式是生成報表、報表文件和簡單圖示；·圖形方式是在潮流圖上直接標(biāo)識。圖2-3PSASP潮流計(jì)算的流程和結(jié)構(gòu)由于潮流計(jì)算是否收斂，不僅與被計(jì)算的系統(tǒng)有關(guān)，而且和所選用的計(jì)算方法也緊密相關(guān)。因此PSASP潮流計(jì)算程序提供了下列方法供用戶選擇。本文用的是潮流計(jì)算方式（5），即PQ分解轉(zhuǎn)牛頓法。以下是對5種潮流計(jì)算方法的簡介：(1)PQ分解法該方法基于牛頓法原理，再根據(jù)電力系統(tǒng)線路參數(shù)R/X比通常很小的情況，對求解修正量的修正方程系數(shù)矩陣加以簡化，使其變?yōu)槌?shù)陣(即所謂的等斜率)，且P、Q迭代解耦。這樣可減少每次迭代的計(jì)算時間，提高計(jì)算速度，又不影響最終結(jié)果，因此是通常選用的一種方法。但在低電壓配電網(wǎng)中，當(dāng)線路R/X比值很大時，可能出現(xiàn)不收斂情況，此時應(yīng)考慮更換其它方法。(2)牛頓法(功率式)該方法的數(shù)學(xué)模型是基于節(jié)點(diǎn)功率平衡方程式，再應(yīng)用牛頓法形成修正方程，求每次迭代的修正量。該方法通常收斂性很好。(3)最佳乘子法(非線性規(guī)劃法)該方法首先將潮流計(jì)算求解非線性方程組的問題化為無約束的非線性規(guī)劃問題。在求解時把用牛頓法所求的修正量作為搜索方向，再根據(jù)所求出最佳步長加以修正。該方法屬非線性規(guī)劃原理，原則上能求出其解(若存在)或斷定問題無解，但由于數(shù)值計(jì)算的因素比較復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用時并非完全理想化。通常在迭代過程發(fā)生振蕩的情況，若最佳乘子μ逼近于0，說明問題無解；若最佳乘子保持在1附近則要考慮其它的因素。(4)牛頓法(電流式)該方法與牛頓法(功率式)的區(qū)別是其數(shù)學(xué)模型基于節(jié)點(diǎn)電流平衡方程式。該方法通常收斂性很好。(5)PQ-分解轉(zhuǎn)牛頓法牛頓法迭代的特點(diǎn)是要求初值較好，且在迭代接近真解時，收斂速度非?？?，為此設(shè)計(jì)了PQ分解轉(zhuǎn)牛頓法。該方法是先用PQ分解法，當(dāng)?shù)_(dá)到一定精度時，轉(zhuǎn)牛頓法，使牛頓法能獲得較好的初值，這樣可改善其收斂性，加快計(jì)算速度。2.3PSASP軟件的使用心得使用這個PSASP軟件的過程，其實(shí)也是一個逐漸熟悉摸索的過程。分析和研究中我也逐漸對這個軟件比較了解，并積累了如下心得：1）軟件必須帶驅(qū)動（軟件狗）運(yùn)行，版本要對應(yīng)，不然基本功能也無法實(shí)現(xiàn)，比如圖形環(huán)境支持下的仿真，以及潮流計(jì)算。2）使用軟件過程中，要借助PSASP軟件用戶手冊，遇到問題首先要主動借助手冊或者網(wǎng)絡(luò)搜索尋找解決問題的答案，在不斷摸索中能讓自己慢慢熟悉軟件，同時能提高自己解決問題的能力。3）填寫元件參數(shù)時要認(rèn)真仔細(xì)，輸入對應(yīng)元件的參數(shù)，要注意標(biāo)幺值與有名值的選擇，要十分認(rèn)真仔細(xì)。經(jīng)常發(fā)現(xiàn)潮流計(jì)算錯誤的原因是填寫參數(shù)時的馬虎，而回頭在去發(fā)現(xiàn)錯誤也會浪費(fèi)很多時間。4）在計(jì)算潮流計(jì)算過程中要記得刷新數(shù)據(jù)，否則會得不到正確結(jié)果。5）要正確選擇潮流計(jì)算方法，PSASP潮流計(jì)算中提供了5種潮流計(jì)算方法，要根據(jù)仿真的已知條件，恰當(dāng)選擇潮流計(jì)算方法，這樣才能獲得比較準(zhǔn)確的潮流計(jì)算結(jié)果。選擇的潮流計(jì)算方法與已知條件不匹配會造成一定的誤差，影響仿真結(jié)果。3電力系統(tǒng)中變壓器的基本概念以及數(shù)學(xué)模型3.1電力系統(tǒng)中變壓器的等值電路與參數(shù)電力系統(tǒng)中使用的變壓器大多數(shù)是三相繞組變壓器，雙繞組變壓器的近似等值電路常將勵磁支路前移至電源側(cè)，在這個等值電路中，一般將變壓器二次繞組的電阻和電抗折算到一次繞組側(cè)并和一次繞組的電阻和漏抗合并，用等值阻抗來表示，對于三繞組變壓器，采用的勵磁支路前移的星型等值電路，如圖3-1的所有參數(shù)值都是折算到一次側(cè)的值。圖3-1變壓器等值電路3.1.1變壓器的參數(shù)的計(jì)算變壓器的參數(shù)一般是指其等值電路中的電阻、電抗、電導(dǎo)和電納。變壓器的變比也是變壓器的一個參數(shù)。變壓器的前四個參數(shù)可以從出廠銘牌上代表電氣特性的四個數(shù)據(jù)計(jì)算得到。這四個數(shù)據(jù)是短路損耗，短路電壓，空載損耗，空載電流。前兩個數(shù)據(jù)由短路試驗(yàn)得到，用以確定和；后兩個數(shù)據(jù)由空載試驗(yàn)得到，用以確定和。1、電阻變壓器作短路試驗(yàn)時，降一側(cè)繞組短路，在另一側(cè)繞組施加電壓，使短路繞組的電流達(dá)到額定值。由于此時外加電壓較小，相應(yīng)的鐵耗也小，可以認(rèn)為短路損耗即等于變壓器通過額定電流時原、副方繞組電阻的總損耗（銅耗），在電力系統(tǒng)計(jì)算中，常用變壓器三相額定容量和額定線電壓進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，公式如下（3-1）：(3-1)式中的單位為KW，的單位為KVA,的單位為KV，下文以后各式中的與得含義和單位均與此式相同。2、電抗變壓器銘牌上給出的短路電壓百分?jǐn)?shù)，是變壓器通過額定電流時在阻抗上產(chǎn)生的電壓降的百分?jǐn)?shù)，對于大容量變壓器，其繞組電阻比電抗小得多，得到的公式如下：（3-2）3、電導(dǎo)變壓器的電導(dǎo)是用來表示鐵芯損耗的。由于空載電流相對額定電流來說是很小的，繞組中的銅耗也很小，所以，可以近似認(rèn)為變壓器的鐵耗就等于空載損耗，得出以下公式（3-3）：（3-3）4、電納變壓器的電納代表變壓器的勵磁功率。變壓器空載電流包含有功分量和無功分量，與勵磁功率對應(yīng)的是無功分量。由于有功分量很小，無功分量和空載電流在數(shù)值上幾乎相等。根據(jù)變壓器銘牌上給出的，可以得到公式:（3-4）3.2變壓器的π型等值電路理想變壓器就是無損耗、無漏磁、無需勵磁電流的變壓器。雙繞組變壓器的這種等值電路示如圖，圖中變壓器的阻抗是折算到原方的值，是變壓器的變比，和副方的實(shí)際電壓和電流。如果將勵磁支路略去或另作處理，則變壓器又可用它的阻抗和理想變壓器相串聯(lián)的等值電路表示。這種存在磁耦合的電路還可以進(jìn)一步變換成電氣上直接相連的等值電路如圖3-2變壓器π型等值電路。圖3-2變壓器π型等值3.3PSASP中變壓器模型的介紹3.3.1PSASP中變壓器模型的建立正如前文介紹的PSASP軟件中，可以用2種方法建立模型，文本模式和圖形模式，圖形模型實(shí)質(zhì)也是文本支持環(huán)境輸入的可視化。首先介紹文本支持環(huán)境下兩繞組變壓器的建立。進(jìn)入PSASP6.2，在文本方式環(huán)境中(點(diǎn)擊主畫面中的“文本支持環(huán)境”按鈕進(jìn)入)，點(diǎn)擊菜單條中的“數(shù)據(jù)”，便彈出基本元件數(shù)據(jù)庫子菜單，選擇“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”下拉菜單中“兩繞組變壓器”，點(diǎn)擊后，彈出兩繞組變壓器數(shù)據(jù)錄入窗口，即可進(jìn)行兩繞組變壓器數(shù)據(jù)的錄入和編輯，如圖3-2所示。圖3-3繞組變壓器編輯界面1、基本項(xiàng)：1）有效：數(shù)據(jù)有效標(biāo)記。2）數(shù)據(jù)組：數(shù)據(jù)所屬數(shù)據(jù)組名。3）編號：變壓器編號。此編號不能重復(fù)，也不能與交流線、直流線編號重復(fù)。2、連接信息欄1）I側(cè)母線名2）J側(cè)母線名3）開關(guān)狀態(tài)：有合、斷兩個狀態(tài)。4）連接方式：D：三角形；Y：星形；YG：星形接地。5）基準(zhǔn)電壓：選取母線后，自動顯示母線數(shù)據(jù)中該母線的基準(zhǔn)電壓。如與實(shí)際不符，請檢查母線數(shù)據(jù)中該母線的基準(zhǔn)電壓值。3、阻抗及變比頁1）主要填寫變壓器等值電路的阻抗和變比，是計(jì)算的必要數(shù)據(jù)。2）單位：指阻抗的數(shù)據(jù)單位，p.u.表示標(biāo)幺值；Ohm/10-6Siem表示有名值。4、阻抗及變比欄1）R1：正序電阻（對應(yīng)上文）2）X1：正序電抗3）Gm：激磁電導(dǎo)4）Bm：激磁電納5）Tk：變比各項(xiàng)數(shù)據(jù)的單位根據(jù)“單位”而定。以上各項(xiàng)的含義，如圖3-3所示：圖3-4變壓器等值模型５、物理描述頁主要填寫變壓器的物理描述。利用這些數(shù)據(jù)可計(jì)算阻抗及變比欄中的數(shù)據(jù)：1、容量欄2）額定：變壓器額定容量，單位為兆伏安(MVA)3）上限：容量上限百分?jǐn)?shù)(%)，即容量上限=額定*上限/100。4）短路欄5）P：短路損耗，單位為千瓦(kW)6）V：短路電壓百分?jǐn)?shù)(%)2、空載欄1）P0：空載損耗，單位為千瓦(kW)2）I0：空載電流百分?jǐn)?shù)(%)3、抽頭信息：點(diǎn)擊該按鈕后，彈出如下窗口，在此可編輯兩側(cè)的抽頭信息。圖3-5抽頭信息界面1）V0：主抽頭電壓，單位為千伏(kV)2）Vstep：抽頭級差，百分?jǐn)?shù)(%)3）Vpos：抽頭位置，正整數(shù)，最大抽頭電壓的抽頭位置為14）Vmax：最大抽頭電壓，單位為千伏(kV)5）Vmin：最小抽頭電壓，單位為千伏(kV)3.3.2PSASP中變壓器模型及參數(shù)計(jì)算圖3-6PSASP中變壓器模型及參數(shù)根據(jù)PSASP軟件中的阻抗計(jì)算以及用戶手冊中的阻抗計(jì)算：點(diǎn)擊該按鈕后，即根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計(jì)算出阻抗及變比欄中各項(xiàng)的數(shù)值，計(jì)算結(jié)果的單位由“單位”決定。具體計(jì)算公式如下。正序電阻：（3-5）正序電抗：（3-6）激磁電導(dǎo)：（3-7）激磁電納：（3-8）非標(biāo)準(zhǔn)變比：（3-9）其中,為有抽頭時實(shí)際電壓(kV)，無抽頭時：變壓器I側(cè)額定電壓；：I側(cè)母線基準(zhǔn)電壓(kV)；：J側(cè)母線基準(zhǔn)電壓(kV)；：變壓器額定容量(MVA)；：系統(tǒng)基準(zhǔn)容量(MVA)；：短路損耗(kW)；：短路電壓百分?jǐn)?shù)(%)；：空載損耗(kW)；：空載電流百分?jǐn)?shù)(%)。4對算例的潮流計(jì)算4.1算例的介紹圖4-1算例接線圖為了驗(yàn)證電力系統(tǒng)軟件PSASP中變壓器模型的處理，本文對帶有雙繞組變壓器簡單模型進(jìn)行了潮流計(jì)算。如圖4-1便是本文采用的仿真的算例。已知條件入下：發(fā)電機(jī)G-1:Sn=60MVA;發(fā)電機(jī)G-2:Sn=150MVA；變壓器T-1:Sn=60MVA，=12%；變壓器T-2：Sn=90MVA，=12%；線路L：回路l=80km，x=0.4/km；負(fù)荷有功功率P=100MW,無功功率Q=20MVar；節(jié)點(diǎn)1為PQ節(jié)點(diǎn)，P=50MVA,Q=20MVar,基準(zhǔn)電壓等級為10.5KV;節(jié)點(diǎn)4為平衡節(jié)點(diǎn),電壓幅值為11.025KV,母線基準(zhǔn)電壓為10.5KV。因?yàn)榇怂憷庠谂袆e分接頭變化對變壓器參數(shù)的影響，而變壓器的電阻參數(shù)計(jì)算公式與阻抗參數(shù)計(jì)算公式中對于分接頭變化有相同的關(guān)系，所以本文只研究了分接頭對漏抗的影響，對應(yīng)分接頭對電阻的影響，進(jìn)而分析分接頭變化對阻抗的影響。4.2用PSASP對算例進(jìn)行分析4.2.2在PSASP中進(jìn)行算例模型的搭建接下來，在PSASP中用文本輸入與圖形輸入兩種方式搭建如圖網(wǎng)路，先用文本方式，首先進(jìn)入PSASP6.2，選擇文本支持環(huán)境，右上角“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”下拉菜單中，選擇母線項(xiàng)，分別添加母線1、2、3、4.四條母線。母線1、4基準(zhǔn)電壓為10.5kv；母線2、3基準(zhǔn)電壓為110kv。輸入?yún)?shù)后，點(diǎn)擊保存退出。選擇交流線項(xiàng)，選擇母線2為I側(cè)，母線3為J側(cè)，選擇輸入有名值，點(diǎn)擊物理描述，按照已知輸入長度：80km；X1：0.4ohm/km;然后點(diǎn)擊阻抗計(jì)算，程序?qū)⒆詣佑?jì)算出交流線路阻抗為32。輸入完畢后，點(diǎn)擊保存退出。選擇雙繞組變壓器項(xiàng)，雙繞組變壓器界面與參數(shù)的鍵入方法，已在前文中提到，添加2個變壓器，分別為T-1,T-2.如變壓器T-1,選擇I側(cè)為母線1，J側(cè)為母線2，單位選擇標(biāo)幺值。變比將在接下的計(jì)算中進(jìn)行調(diào)節(jié)。單擊物理描述，按已知條件，鍵入額定容量為60MVA，V=12KV。單擊阻抗計(jì)算，程序?qū)⒆詣拥贸鲎儔浩髯杩沟臉?biāo)幺值，顯示在阻抗及變比菜單中X1=0.200000.同樣，鍵入變壓器T-2的參數(shù)。輸入完畢后，點(diǎn)擊保存退出。選擇發(fā)電機(jī)項(xiàng)，分別添加發(fā)電機(jī)G1,G2兩臺發(fā)電機(jī)組，以發(fā)電機(jī)G-1為例，母線名選擇與其相連的母線1，母線類型為PQ節(jié)點(diǎn)。功率為P=50MW,Q=20MVar,選取有名值，額定容量為100MVA；發(fā)電機(jī)G-2，母線名選擇與其相連的母線4，母線類型為slack，平衡節(jié)點(diǎn)，電壓幅值定為11.025KV。輸入完畢后，點(diǎn)擊保存退出。選擇負(fù)荷項(xiàng)，網(wǎng)路中只有一個負(fù)荷，節(jié)點(diǎn)類型為PQ節(jié)點(diǎn)，故選擇母線類型為PQ,母線名選擇與其相連的母線3，負(fù)荷功率中P=100MW,Q=MVar,單位選擇為有名值。輸入完畢后，點(diǎn)擊保存退出。到此，整個模型的參數(shù)已鍵入完畢，文本支持環(huán)境下，雖然不能直接顯示各一次設(shè)備的連接方式，但是通過文本環(huán)境下個設(shè)備的關(guān)系表達(dá)，本質(zhì)上已經(jīng)清晰表示出網(wǎng)路得結(jié)構(gòu)，這也要求建模者對模型要成竹在胸。然后進(jìn)行方案定義，在文本環(huán)境窗口中點(diǎn)擊“計(jì)算”下拉菜單中的“方案定義”，彈出方案定義窗口。在圖形支持的運(yùn)行模式窗口(在主畫面中點(diǎn)擊“圖形支持環(huán)境”，再點(diǎn)擊“運(yùn)行模式”按鈕進(jìn)入)中點(diǎn)擊“作業(yè)”下拉菜單中的“方案定義”，彈出方案定義窗口。在方案定義窗口中：然后定義數(shù)據(jù)組BASIC為方案1，方案描述可以由設(shè)計(jì)則要求進(jìn)行填寫。輸入完畢后，點(diǎn)擊保存退出。下一步點(diǎn)擊“計(jì)算”下拉菜單中的“潮流”，彈出文本方式下的潮流計(jì)算信息窗口：選擇作業(yè)號為1，方案號為1。在該窗口中選擇或定義潮流作業(yè)號后，即可點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕執(zhí)行潮流計(jì)算。點(diǎn)擊“刷新”，能夠刷新數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“編輯”，在下欄“計(jì)算方法”中，選擇“方法”為PQDecoupled-Newton（PQ-分解轉(zhuǎn)牛頓法）；這里允許誤差是標(biāo)幺值，即迭代收斂判據(jù)；迭代次數(shù)上限：若在該給定次數(shù)之內(nèi)達(dá)不到收斂精度時，則選擇迭代過程中最小誤差輸出其結(jié)果，供參考。定義潮流計(jì)算信息完畢后，點(diǎn)擊“計(jì)算”，可得到潮流計(jì)算結(jié)果。在圖形支持環(huán)境下，建立網(wǎng)路，點(diǎn)擊“圖形支持環(huán)境”，選擇“編輯模式”進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)可視化編輯。進(jìn)入編輯菜單后，可以看到界面的右邊，有代表電力系統(tǒng)各設(shè)備的圖標(biāo)，可以點(diǎn)擊各個圖標(biāo)，然后拖到單線圖菜單，直接用圖形構(gòu)造出網(wǎng)路模型。分兩種情況，如果事先已經(jīng)在文本支持環(huán)境下建立模型，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造后會自動對應(yīng)參數(shù),可以雙擊單線圖上的元件檢驗(yàn)參數(shù)是否準(zhǔn)確。當(dāng)沒有在文本環(huán)境下輸入?yún)?shù)時，在圖形模式下搭建每一個元件時，都會跳出個元件的對話框?；氐缴弦唤缑婧螅c(diǎn)擊“運(yùn)行模式”，點(diǎn)擊圖標(biāo)。選擇方案1，確定后點(diǎn)擊（潮流作業(yè)）圖片，進(jìn)入潮流方案的編輯。點(diǎn)擊（潮流計(jì)算）圖標(biāo)，運(yùn)行模式下單線圖菜單將顯示出潮流計(jì)算的結(jié)果，點(diǎn)擊“格式”下拉菜單“選項(xiàng)”可以選擇顯示潮流格式為有名值或者標(biāo)幺值。4.2.3算例在PSASP中的結(jié)果在圖形支持環(huán)境下，構(gòu)建算例網(wǎng)絡(luò)后，按步驟，進(jìn)行潮流計(jì)算，選擇潮流顯示為有名值,可以在接線圖上，得到各個節(jié)點(diǎn)電壓與各條支路的潮流值，調(diào)節(jié)變壓器變比，潮流也會發(fā)生相應(yīng)的變化，在算例中我們調(diào)節(jié)變壓器T-2的變比，而保持變壓器T-1的為標(biāo)準(zhǔn)變比，將PSASP潮流計(jì)算結(jié)果整合如表4-1和表4-2：表4-1PSASP仿真算例的潮流結(jié)果1變比項(xiàng)目=1.025641(0.975：1)=1.052631(0.95：1)=1.1.11111(0.90：1)節(jié)點(diǎn)電壓有名值(KV)支路潮流有名值(MVA)節(jié)點(diǎn)電壓KV節(jié)點(diǎn)111.22610.938節(jié)點(diǎn)2113.955110.865104.575節(jié)點(diǎn)3110.658107.608101.441節(jié)點(diǎn)411.02511.02511.025支路潮流MVA1-250.000+j14.92650.000+j14.65550.000+j14.0322-350.000+j8.21650.000+j7.58750.000+j6.1413-T250.000+j11.78450.000+j12.41350.000+j13.859T2-450.000+j15.26050.000+j16.11150.000+j18.080表4-2PSASP仿真算例的潮流結(jié)果2變比項(xiàng)目=0.97560(1.025：1)=0.952381(1.05：1)=0.909091(1.1：1)節(jié)點(diǎn)電壓KV節(jié)點(diǎn)111.79512.07712.636續(xù)表4-2節(jié)點(diǎn)電壓KV節(jié)點(diǎn)2120.053123.068129.047節(jié)點(diǎn)3116.710119.716125.694節(jié)點(diǎn)411.02511.02511.025支路潮流MVA1-250.000+j15.40450.000+j15.61650.000+j15.9952-350.000+j9.32650.000+j9.81950.000+j10.7003-T250.000+j10.67450.000+j10.18150.000+j9.300T2-450.000+j13.77050.000+j13.11250.000+j11.9414.3手算算例的分析4.3.1不考慮變比變化時的潮流結(jié)果上文介紹了用PSASP進(jìn)行對算例模擬，接下來用手算潮流得出算例的結(jié)果。當(dāng)在非標(biāo)準(zhǔn)變比下，不考慮分接頭變化對阻抗的影響時，即處理漏抗用有名值公式：（）(4-1)下面舉例當(dāng)分接頭變化為1.11111,即變比為0.9:1時的手算過程。其結(jié)果。由已知可得：取=100M為基準(zhǔn)容量,，設(shè)K=0.9,=24.2。令=10.351KV,=10.351110/10.5=108.439KV對變壓器:(4-2)==50+j14.0318MVA(4-3)(4-4)=4.463KV(4-4)=11.1583KV(4-5)=104.5727KV(4-6)對線路L:=0.4*80=32(4-7)同理得線路L上的潮流為:=50+j6.1400MVA,KV對變壓器:因?yàn)樨?fù)荷節(jié)點(diǎn)為PQ節(jié)點(diǎn)，所以=100+j20=50+j13.86MVA當(dāng)用時，(4-8)=16.1333=j4.2208MVA=+=50+j18.0808MVA=2.2043KV=7.9520KV=103.9483KV11.0248KV4.3.2考慮變比變化時的潮流結(jié)果因?yàn)樗憷校儔浩鱐-1處于標(biāo)準(zhǔn)變比，所以在研究變比變化，只用分析變壓器T-2線路段的潮流。此時我們用公式：（）(4-9)對變壓器T-2:=1100.9=99KV,=13.0677=j3.4189MVA=+=50+j17.2789MVA=1.7855KV=6.44KV=103.4257KV10.9694KV手算潮流的兩種方法，由上式所示，用同樣的方法，我們可以求出分接頭在其他位置時的潮流。具體潮流結(jié)果見第六章對算例結(jié)果的整合與分析。5對算例計(jì)算結(jié)果的整合與分析5.1對算例計(jì)算結(jié)果的整合第四章介紹了本文中對算例采用的2種手算處理，并且用PSASP仿真了算例模型，得出了相應(yīng)的潮流結(jié)果，接下來我們通過整合，三種處理方法得到的潮流結(jié)果，從而進(jìn)行比較分析。下表為變壓器T-2調(diào)節(jié)變比時的潮流匯總：表5-11.025641,即變比為0.975:1的潮流計(jì)算整合項(xiàng)目PSASP手算方法一手算方法二節(jié)點(diǎn)電壓有名值(KV)節(jié)點(diǎn)111.22611.22611.226節(jié)點(diǎn)2113.955113.955113.955節(jié)點(diǎn)3110.658110.658110.658節(jié)點(diǎn)411.02511.02511.015支路潮流有名值(MVA)1-250.000+j14.92650.000+j14.92650.000+j14.9262-350.000+j8.21650.000+j8.21650.000+j8.2163-T250.000+j11.78450.000+j11.78450.000+j11.784T2-450.000+j15.26050.000+j15.26050.000+j15.087表5-21.052631,即變比為0.95:1的潮流計(jì)算整合項(xiàng)目PSASP手算方法一手算方法二節(jié)點(diǎn)電壓有名值(KV)節(jié)點(diǎn)110.93810.93810.938節(jié)點(diǎn)2110.865110.866110.866節(jié)點(diǎn)3107.608107.609107.609節(jié)點(diǎn)411.02511.02511.002支路潮流有名值(MVA)1-250.00014.65650.000+j14.65650.000+j14.6562-350.000+j7.58750.000+j7.58750.000+j7.5873-T250.000+j12.41350.000+j12.41350.000+j12.413T2-450.000+j16.11150.000+j16.11150.000+j15.750表5-31.11111,即變比為0.90:1的潮流計(jì)算整合項(xiàng)目PSASP手算方法一手算方法二節(jié)點(diǎn)電壓有名值(KV)節(jié)點(diǎn)110.35110.35110.351節(jié)點(diǎn)2104.575104.574104.574續(xù)表5-3項(xiàng)目PSASP手算方法一手算方法二節(jié)點(diǎn)電壓有名值(KV)節(jié)點(diǎn)3101.441101.440101.440節(jié)點(diǎn)411.02511.02510.969支路潮流有名值(MVA)1-250.000+j14.03250.000+j14.03250.000+j14.0322-350.000+j6.14150.000+j6.14050.000+j6.1403-T250.000+j13.85950.000+j13.86050.000+j13.860T2-450.000+j18.08050.000+j18.08050.000+j17.279表5-40.9756，即變比為1.025:1的潮流計(jì)算整合項(xiàng)目PSASP手算方法一手算方法二節(jié)點(diǎn)電壓有名值(KV)節(jié)點(diǎn)111.79511.79511.795節(jié)點(diǎn)2120.053120.052120.052節(jié)點(diǎn)3116.710116.710116.710節(jié)點(diǎn)411.02511.02511.034支路潮流(MVA)1-250.000+j15.40450.000+j15.40450.000+j15.4042-350.000+j9.32650.000+j9.32650.000+j9.3263-T250.000+j10.67450.000+j10.67450.000+j10.674T2-450.000+j13.77050.000+j13.77250.000+j13.927表5-50.95238,即變比為1.05:1的潮流計(jì)算整合項(xiàng)目PSASP手算方法一手算方法二節(jié)點(diǎn)電壓有名值(KV)節(jié)點(diǎn)112.07712.07712.077節(jié)點(diǎn)2123.068123.068123.068節(jié)點(diǎn)3119.716119.715119.715節(jié)點(diǎn)411.02511.02511.041支路潮流有名值(MVA)1-250.000+j15.61650.000+j15.61650.000+j15.6162-350.000+j9.81950.000+j9.81950.000+j9.8193-T250.000+j10.18150.000+j10.18150.000+j10.181T2-450.000+j13.11250.000+j13.11250.000+j13.413表5-6當(dāng)0.90909，即變比為1.1:1的潮流計(jì)算整合項(xiàng)目PSASP手算方法一手算方法二節(jié)點(diǎn)電壓有名值(KV)節(jié)點(diǎn)112.63612.63612.636節(jié)點(diǎn)2129.047129.046129.046節(jié)點(diǎn)3125.694125.694125.694節(jié)點(diǎn)411.02511.02511.0530支路潮流有名值(MVA)1-250.000+j15.99550.000+j15.99550.000+j15.9952-350.000+j10.70050.000+j10.69950.000+j10.6993-T250.000+j9.30050.000+j9.30150.000+j9.301T2-450.000+j11.94150.000+j11.94150.000+j12.497從表5-1至5-6中，我們不難看出PSASP的節(jié)點(diǎn)電壓、支路潮流計(jì)算結(jié)果與手算方法一得出的節(jié)點(diǎn)電壓與支路潮流結(jié)果基本一致。而對比手算方法二，節(jié)點(diǎn)1、2、3的電壓以及支路1-2、2-3、3-T2的潮流基本一致，但是在節(jié)點(diǎn)4與T2-4支路潮流上，有較大的偏差。在接下的5.2比較PSASP潮流計(jì)算與手算潮流計(jì)算結(jié)果中我們將做進(jìn)一步分析5.2比較PSASP潮流計(jì)算與手算潮流計(jì)算結(jié)果手算方法一是不考慮變比變化對參數(shù)影響時的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算時它用的是分接頭側(cè)額定電壓，手算方法二是考慮變比變化對參數(shù)影響時的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算時它用的是分接頭側(cè)的實(shí)際電壓。根據(jù)表5-1至5-6，可以看出，在非標(biāo)準(zhǔn)變比下，我們不斷改變變比的值，PSASP的潮流計(jì)算結(jié)果與手算方法一（不考慮變比變化影響阻抗）的潮流計(jì)算結(jié)果幾乎完全一致，相對誤差小于千分之一。而用手算方法二計(jì)算潮流，在節(jié)點(diǎn)4與T2-4的支路上的潮流結(jié)果與PSASP得潮流計(jì)算結(jié)果相比有較大的偏差，并且變比變化越大，節(jié)點(diǎn)電壓與無功潮流誤差越明顯。這就說明了，在非標(biāo)準(zhǔn)變比情況下，PSASP處理雙繞組變壓器模型時不考慮變比變化對參數(shù)的影響。PSASP用戶手冊中，雙繞組變壓器參數(shù)計(jì)算公式中均不考慮變比變化，從而得到了驗(yàn)證。5.3對PSASP中變壓器模型處理分析總結(jié)通過仿真與兩手方法手算的對比，驗(yàn)證了PSASP中處理雙繞組變壓器模型時，是不考慮變比變化的影響。而根據(jù)電機(jī)學(xué)知識，變壓器等值電路中的可分別按照式(5-1)計(jì)算。(5-1)式中：、：一、二次繞組每匝導(dǎo)體的電阻；、：一、二次繞組漏抗的磁導(dǎo)；、：一、二次繞組匝數(shù)；：工頻角頻率。從式5-1可見，當(dāng)變壓器分接頭調(diào)整時，兩側(cè)電阻分別與其檔位電壓成正比，兩側(cè)漏抗分別與其檔位的電壓成正比。從電機(jī)學(xué)上分析，可以說明，變比變化會影響變壓器的阻抗。因此可以說明，在實(shí)際情況下，我們應(yīng)該考慮變比變化對阻抗的影響，計(jì)算參數(shù)時應(yīng)使用該側(cè)的實(shí)際電壓較為合理。另外在電力系統(tǒng)離線分析算法中，變壓器模型的變比和阻抗都是給定的。在這種條件下，只要在算法中不需要調(diào)整變比(即不需要調(diào)節(jié)變壓器分接頭)，那么變壓器模型是否考慮分接頭的影響對計(jì)算結(jié)果沒有影響。因此，這類算法選擇變壓器模型時，一般不需要考慮分接頭影響。對于需要調(diào)整變比的算法，不考慮分接頭的影響，則會產(chǎn)生較大誤差。例如無功優(yōu)化需要調(diào)整變比(即調(diào)節(jié)分接頭)來達(dá)到降低系統(tǒng)網(wǎng)損和提高電壓合格率的目的。而電力系統(tǒng)在線分析的變壓器模型目前一般也是沿用傳統(tǒng)的潮流計(jì)算的變壓器模型，沒有考慮分接頭的影響。實(shí)際上，在線軟件算法中，包括狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流等，變壓器的等值阻抗無論用戶直接給定，還是程序自動計(jì)算，一般都是通過變壓器主接頭下的短路數(shù)據(jù)求得的。運(yùn)行時，變壓器卻不一定運(yùn)行在主接頭，在非標(biāo)準(zhǔn)變比下計(jì)算就會有誤差。因此，電力系統(tǒng)分析無論離線計(jì)算，還是在線計(jì)算，選用正確的模型都是很重要的。PSASP6.2中處理雙繞組變壓器模型時不考慮分接頭變化對變壓器參數(shù)的影響，這種處理方法在變壓器分接頭發(fā)生變化的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，往往會造成誤差。而考慮變比變化的模型，能夠更加靈活的、準(zhǔn)確得反應(yīng)電力系統(tǒng)潮流變化。6統(tǒng)一變壓器模型的提出6.1統(tǒng)一變壓器模型參數(shù)算法及其等值電路為了增加模型的適應(yīng)性與準(zhǔn)確性，假設(shè)變壓器各側(cè)抽頭均可以調(diào)節(jié)，各側(cè)的節(jié)點(diǎn)編號i，j，假設(shè)雙繞組變壓器中性點(diǎn)在繞組的1/2處，各側(cè)抽頭電壓為、、,各節(jié)點(diǎn)基準(zhǔn)電壓分別為、、，=,基準(zhǔn)容量為。該變壓器模型的等值電路如圖6-1所示:圖6-1統(tǒng)一變壓器數(shù)學(xué)模型其參數(shù)有名值公式如式6-1為：(6-1)其參數(shù)標(biāo)幺值計(jì)算公式如式6-2為：(6-2)該變壓器模型π型的等值電路為：如圖6-2統(tǒng)一變壓器模型的π型等值電路6.2該變壓器模型的準(zhǔn)確性分析6.2.1統(tǒng)一變壓器模型與PSASP、PSSE變壓器模型的聯(lián)系統(tǒng)一變壓器模型實(shí)質(zhì)上可以轉(zhuǎn)換成其他軟件中的變壓器模型。對于PSASP中對變壓器模型的處理，可以用本文中推導(dǎo)的統(tǒng)一變壓器模型表示，因?yàn)镻SASP軟件不考慮變比變化對阻抗的影響，所以用I側(cè)額定電壓調(diào)換公式中I側(cè)的實(shí)際電壓，隨后它可以完全等效為統(tǒng)一變壓器模型，如圖6-3所示。已知統(tǒng)一變壓器的參數(shù)計(jì)算公式如式6-1、6-2，所以將阻抗折算到I側(cè)，有公式如式6-3為：圖6-3統(tǒng)一變壓器的轉(zhuǎn)化（6-3）對于PSS/E軟件中變壓器模型的處理同樣能用統(tǒng)一變壓器模型來表示，并且PSS/E處理變壓器模型參數(shù)時考慮抽頭變化對阻抗的影響。所以用統(tǒng)一變壓器模型能完全等效PSS/E軟件中的變壓器模型。有公式6-4：(6-4)6.2.2統(tǒng)一變壓器模型的推導(dǎo)如圖6-4統(tǒng)一變壓器模型的推導(dǎo)過程為獲得統(tǒng)一變壓器計(jì)算模型，我們進(jìn)行如圖的變壓器模型推導(dǎo)。首先將模型一轉(zhuǎn)化為兩側(cè)都帶分接頭的變壓器模型二，因?yàn)閷τ谀Ｐ鸵?，對?yīng)模型的參數(shù)為如下式6-5：(6-5)對于模型二，阻抗的參數(shù)公式不變，而分接頭變比分為：1與1：。然后將模型二中的阻抗折算到中性點(diǎn)，最后將、化為、、、基值下的標(biāo)幺值、。模型二折算到模型三時，有名值公式推導(dǎo)如下式6-6：(6-6)標(biāo)幺值公式推導(dǎo)如下式：(6-7)可知上式（6-5）、（6-6）、（6-7）即是統(tǒng)一變壓器模型參數(shù)公式的推導(dǎo)過程。6.2.3統(tǒng)一變壓器模型的準(zhǔn)確性及優(yōu)點(diǎn)本文推導(dǎo)的統(tǒng)一變壓器模型考慮了變壓器分接頭變化時對參數(shù)的影響，能夠及時靈活的反應(yīng)出變壓器分接頭發(fā)生變化時對潮流的影響，有較好的準(zhǔn)確性。另外此模型阻抗的計(jì)算公式不涉及變壓器任何一側(cè)的電壓，僅與變壓器的容量、短路損耗以及系統(tǒng)基準(zhǔn)容量有關(guān)，等值阻抗在變比調(diào)節(jié)時固定不變，直接填入銘牌參數(shù)值即可。并且兩側(cè)變比的標(biāo)幺值也只與本側(cè)的實(shí)際電壓與基準(zhǔn)電壓有關(guān)，而與對端的實(shí)際電壓和基準(zhǔn)電壓無關(guān)。因此，這樣對計(jì)算變壓器參數(shù)非常方便。同時，采用統(tǒng)一變壓器模型對可調(diào)分接頭可能位于高壓側(cè)也可能位于低壓側(cè)、或兩側(cè)都有可調(diào)分接頭的變壓器使用起來十分方便，有利于系統(tǒng)建模和程序設(shè)計(jì)。7全文總結(jié)變壓器是組成電力系統(tǒng)的主要元件之一，其數(shù)學(xué)模型的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性關(guān)系到電力系統(tǒng)分析計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。但目前各電力系統(tǒng)分析軟件對非標(biāo)準(zhǔn)變比的變壓器數(shù)學(xué)模型處理方式不盡相同，因此會導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果有差異。本文主要是通過算例的研究，采用兩種手算方法，第一種手算方法不考慮分接頭變化對阻抗的影響，而第二種手算方法考慮分接頭變換對阻抗的影響，通過這兩種手算方法得出潮流結(jié)果，然后對比在PSASP中得到的潮流結(jié)果，經(jīng)過對比我們可以看出，算例在PSASP的潮流結(jié)果與不考慮分接頭變化對阻抗影響的方法基本一致，從而也核實(shí)了PSASP電