[发明专利]一种变压器的建模方法

权利要求书

1.一种变压器的建模方法，其特征在于，所述变压器建模方法包括以下步骤：

S1：建立静态J-A模型；

S2：根据所述静态J-A模型，得到初始变压器模型；

S3：采用优化算法，对所述J-A模型的正确模型参数进行参数辨识，得到静态J-A模型的完整参数；

S4：将所述静态J-A模型的完整参数输入所述初始变压器模型，得到最终变压器模型；所述步骤S1中，建立静态J-A模型包括：

S11：根据磁畴运动能量守恒关系，得到磁化强度M与磁场强度H的微分模型；

S12：根据所述微分模型，得到无磁滞磁化强度对磁场强度的微分表达模型；

S13：根据所述无磁滞磁化强度对磁场强度的微分表达模型，得到静态J-A模型；所述步骤S12中，所述无磁滞磁化强度对磁场强度的微分表达模型为：

其中，M_s为饱和磁化强度，α为反应磁畴间关联程度的参数，a为无磁滞磁化曲线形状参数，k为表征磁滞强弱的参数，c为反应磁畴弹性位移运动的参数，μ₀为真空磁导率，M为磁化强度，H为外磁场强度，M_an为无磁滞磁化强度。

2.根据权利要求1所述的变压器的建模方法，其特征在于，所述步骤S11中，所述磁畴运动能量守恒关系包括第一磁畴运动能量守恒式和第二磁畴运动能量守恒式；

所述第一磁畴运动能量守恒式为：

所述第二磁畴运动能量守恒式为：

或为：

其中，μ₀为真空磁导率，M为磁化强度，H_e为有效磁场强度，M_irr为不可逆磁化强度，δ表示磁化方向，δ＝sign(dM/dH)，k为表征磁滞强弱的参数，M_an为无磁滞磁化强度。

3.根据权利要求1所述的变压器的建模方法，其特征在于，所述步骤S11中，所述磁化强度M与磁场强度H的微分模型为：

其中，c为反应磁畴弹性位移运动的参数，M为磁化强度，H为磁场强度，δ表示磁化方向，k为表征磁滞强弱的参数，α为反应磁畴间关联程度的参数，M_an为无磁滞磁化强度。

4.根据权利要求1所述的变压器的建模方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过在PSCAD/EMTDC中编写自定义元件，得到所述初始变压器模型；和/或

所述步骤S4中，通过在PSCAD/EMTDC中编写自定义元件，得到所述最终变压器模型。

5.根据权利要求4所述的变压器的建模方法，其特征在于，所述在PSCAD中编写自定义元件包括：

在所述在PSCAD中编写所述变压器的非线性电感，具体为：

I_km(t)＝I_km(t-Δt)+Δt/(2L)[u_k(t-Δt)-u_m(t-Δt)]

其中，I_km(t)为本时刻的电流值，I_km(t-Δt)为上一时刻的电流值，u_k和u_m分别为非线性电感元件两端的电压，L为非线性电感值，其计算方法为：

其中，N为匝数，S为截面积，l为等值磁路长度，ΔB和ΔH分别为磁通密度和磁场强度的变化量。

6.根据权利要求1所述的变压器的建模方法，其特征在于，所述步骤S3中，对所述J-A模型的参数M_s、α、a、k、c进行参数辨识。

7.根据权利要求6所述的变压器的建模方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述优化算法为：

遗传算法；和/或粒子群算法；和/或模拟退火算法；和/或随机蛙跳算法；和/或布谷鸟优化算法。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的变压器的建模方法，其特征在于，所述步骤S4之后，所述变压器的建模方法还包括：

S5：改变所述静态J-A模型建立的励磁支路的相关参数，其他数据不变，并输入所述初始变压器模型，得到最终变压器模型，其中，所述最终变压器模型包括第一最终变压器模型和第二最终变压器模型；

S6：比较所述第一最终变压器模型和所述第二最终变压器模型，得到比较结果；

S7：根据所述比较结果，确定所述静态J-A模型的正确模型的实际意义。