有载调压变压器

针对传统有载调压变压器存在功能单一、动态特性差等问题，结合工频变压器高效可靠和电力电子变换器易于控制的优点，提出了一种混合型有载调压变压器拓扑结构。通过增加背靠背变换器，并设计相应控制策略，实现了有载调压变压器连续调压和无功补偿的功能；提出一种串联电压补偿方法，实现了对负载的故障保护。最后，分别基于MATLAB仿真软件和实验平台搭建了混合型有载调压变压器实验模型，仿真和实验结果验证了所提拓扑结构和控制策略的正确性和有效性。

分布式电源规模化并网引入了下垂控制等非光滑本地控制约束，易导致传统基于前推回代法的潮流计算方法收敛失败，且由于分布式电源并网改变系统潮流方向，导致传统等值电阻法、压降法等理论线损计算方法不再适用。为解决上述问题，提出计及有载调压变压器调压、分布式光伏下垂控制的光滑化模型，构建了基于数据物理融合驱动的三相配电网线性化理论线损快速计算模型。在传统基于稳态运行特性线性化、一阶泰勒展开线性化的基础上，利用偏最小二乘法补偿线性化误差。相比纯物理驱动线性化，在负荷重载条件下仍具有较高精度；相比于纯数据驱动线性化，能够保留支路拓扑信息，适用于开关状态变化场景。所提模型仅对线性化误差进行拟合补偿，在保证线性化精度的前提下，极大地提高了潮流模型的收敛性与计算效率，且能够适应不同负荷水平实现精确误差补偿。基于实际42节点三相配电网系统仿真，验证了所提模型具有较高精度，且能够实现配电网理论线损鲁棒、快速计算。

随着可再生能源和电力电子设备在电网中占比不断升高，电压波动也越来越频繁。针对现有配电网调节电压和无功补偿需求，文中设计了一种集成传统变压器和电力电子变换装置的新型柔性有载调压变压器，可同时具备电压调节和无功补偿能力。首先，分析电力电子变换器串联侧和并联侧电压调节、无功补偿原理。然后，考虑有载调压分接开关动作，分别提出基于最小电压幅值和最小有功损耗的串并联电压无功协调控制策略，实现电压连续调节，同时提供最大范围的无功功率。最后，通过仿真和实验验证有载调压变压器的结构合理性和电压无功协调控制策略的正确性。使用柔性有载调压变压器电压无功协调控制策略可实现多种目标下的电压无级调节和无功功率补偿。

近年来，有载调压变压器以其能够进行在线调压的技术优势在电力系统中得到广泛应用，并呈逐年增长趋势。有载分接开关是有载调压变压器中唯一一个在高电压、大电流中快速运动的部件，由它所引起的大型变压器事故连年增多，严重影响电网安全稳定运行。国家能源局已将防止变压器有载分接开关事故列为《防止电力生产事故的二十五项重点要求》的重点内容之一，标志其已上升为威胁国家能源安全的行业重大安全隐患。如何测试有载分接开关动作特性并得到可靠结论已成为电力行业的一个亟待解决的重大技术难题。有载调压变压器应用之初，采用直流测试法进行有载分接开关测试。该测试法存在试验重复性差、解析不唯一等重大缺陷，极易导致误判造成安全隐患，严重影响有载调压变压器的大面积推广应用。由于测试方法无法满足工程实际应用，一度致使有载调压变压器退出高压设备竞争市场。该成果针对有载分接开关动作特性的测试原理、装置的研制与开发、过渡过程识别与故障诊断方等技术难题，进行了创新研究，该成果将有载分接开关的交流测试新技术进行了全国推广应用。该成果申请发明专利2项(2项受理中)，获实用新型专利授权3项，申请软件著作权2部（受理中），产品标准1部，发表论文8篇。

随着化石能源的枯竭和生态环境的恶化，基于光伏的分布式电源(Distributed Generation, DG)在主动配电网的渗透率迅速增长，配电网将从被动单向的供电网络转变为功率双向流动的有源网络。光伏发电受光照强度影响其出力易于波动，会对主动配电网的安全运行造成威胁，特别是配电网电压安全难以保证，电压偏移成为主动配电网运行的重要约束有载调压变压器和投切电容器等传统电压控制手段可有效调节配电网电压，但是在光伏发电渗透率较高的主动配电网中，这些控制难以灵活地适应由于光伏出力频繁波动带来的电压偏移问题。如果采用控制性能更好的SVG等先进的无功补偿技术，但投资成本往往较大。因此，考虑光伏出力波动性大，基于确定性光伏出力预测值的配电网电压控制可靠性差，提出新的控制方法实现鲁棒电压控制很有必要。

项目将新建1座撬装式110千伏变电站，本期安装2台50兆伏安有载调压变压器，变电容量100兆伏安。线路敷设方面将新增110千伏进出线2回，10千伏出线28回，沿现状路新建电力隧道总长度约2.8公里，新建铁塔两基，双回架空线线路长约0.7公里。