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基于储能振荡的大功率变压器剩磁消除方法
Residual Magnetism Elimination Method for Large Power Transformers Based on Energy Storage Oscillation
Xiaozhen Zhao · Haodong Wu · Dingqian Yang · Junyi Wei 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年7月
电力变压器是保障电网稳定与可靠运行的关键设备。由于铁芯材料的磁滞效应，变压器断电后可能残留剩磁，导致重合闸时产生励磁涌流，威胁变压器安全及电网稳定性。为此，亟需一种通用、可靠且快速的剩磁消除方法。本文提出一种基于储能振荡的大型电力变压器剩磁消除技术，并通过仿真与实验对比多种去磁方法，验证了该方法的有效性与快速性。结果表明，该方法在实际应用中兼具高效性与实用性。
解读: 该储能振荡消磁技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ST系列储能变流器具有重要应用价值。储能系统中的隔离变压器和升压变压器在频繁启停时同样面临剩磁导致的励磁涌流问题，威胁PCS功率器件安全。该方法可集成至储能变流器的启动控制策略中，利用现有储能单元作为能量源，通过振荡电路快速消除变压器剩磁...
状态空间电力变压器模型在ATP中的实现
Implementation of the State-Space Power Transformer Model in ATP for High Frequency Transient Studies
Guillermo A. Diaz · Hans K. Høidalen · Enrique E. Mombello · Camilo A. Cortes · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月
状态空间表示法是评估变压器在各类扰动下与电网高频交互作用的一种实用、高效且可靠的方法。目前，该方法已集成于多种商业电磁暂态程序中，但尚未在替代暂态程序ATP中实现。本文介绍了利用ATP中的诺顿型94元件及外部模型实现电力变压器状态空间模型的方法。所提方案考虑了稳态初始化、制造商与用户间信息交换的定制化以及阻尼特性的精确建模等实际应用关键因素。通过三个典型算例对所实现的模型进行验证，结果表明其与实测数据高度一致，验证了模型在50 MVA实际变压器上的准确性与适用性。
解读: 该状态空间变压器高频暂态建模技术对阳光电源储能与光伏并网系统具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统和工商业光伏并网场景中，变压器与SG/ST系列变流器的高频交互作用直接影响系统稳定性。该ATP实现方案可用于：1）优化1500V光伏系统升压变压器与逆变器的谐波交互设计；2）评估储能变流器...
多绕组电力变压器快速暂态建模
Multi-Winding Power Transformer Modeling for Fast-Front Transients
Farzad Nasirpour · Tianming Luo · Mohamad Ghaffarian Niasar · Marjan Popov · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月
本文提出一种考虑铁芯和导体涡流损耗的电力变压器综合模型，通过精细的解析方法准确表征变压器的电磁特性。引入磁通对电感和电阻参数的影响，显著提升了模型的精度与适用性。该模型结合铁芯与导体对磁场分布的作用，适用于宽频域下的暂态分析。通过与有限元法及实测数据对比验证了模型有效性，并采用导纳矩阵降阶技术建立低阶等效模型，聚焦关键节点，降低计算复杂度的同时保持精度，实现了特定位置电压响应的高效精确计算。
解读: 该多绕组变压器快速暂态建模技术对阳光电源储能系统和光伏逆变器产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，隔离变压器面临电网故障、开关操作等快速暂态冲击，该模型可精确预测绕组电压分布和涡流损耗，优化绝缘设计并提升可靠性。对于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频隔离变压器，该建模...
不同冷却条件下油浸式电力变压器热性能的实验评估
Experimental Evaluation of OD/OF/ON Power Transformer's Thermal Performance Under Different Cooling Conditions
Leonardo H. Medeiros · Micael M. Oliveira · Carlos E. G. Falcão · Rafael C. Beltrame 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
电力变压器是电气系统的重要组成部分，其使用寿命受内部温度的影响，高温会加速其固体绝缘材料的老化。因此，开展旨在理解和改善这些部件热性能的研究是非常有必要的。本文基于对一台配备22个光纤传感器的原型装置进行的14次温升试验，对采用导向油冷、强迫油冷和自然油冷系统的变压器进行了热性能分析。这些光纤传感器用于测量变压器活动部件沿线以及诸如顶层油温、散热器入口等关键点的温度。通过使用完整的试验装置，改变散热器和风扇的数量，以评估它们对导向油冷和强迫油冷系统的影响。此外，还在两种配置下测试了冷却系统完全停...
解读: 该变压器热管理研究对阳光电源储能系统和光伏逆变器的热设计具有重要参考价值。在PowerTitan大型储能系统中，隔离变压器是关键部件，其热性能直接影响系统可靠性和寿命。研究揭示的冷却方式优化策略可应用于ST系列储能变流器的变压器热管理设计，通过强化冷却降低绕组热点温度，延长绝缘寿命。对于MW级光伏逆...
变压器短路耐受能力的理论评估及绕组累积变形识别方法
Theoretical Evaluation of Transformer Short-Circuit Withstand Capability and Identification Method of Winding Cumulative Deformation
Jun Liu · She Chen · Feng Wang · Dengfeng Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年6月
随着电力系统容量增大，电力变压器常承受多次不同强度的短路冲击，现有评估方法难以准确预测其累积效应，影响运维决策。本文构建双柱三绕组模型变压器，采用WELDINST软件及中日变压器技术委员会推荐方法进行短路耐受能力理论评估，并开展不同电流比的短路冲击实验，研究径向与轴向失稳下的累积效应。结果表明，不同方法在不同失稳模式下预测精度差异显著，中国技术委员会方法在轴向失稳下表现更优，WELDINST在径向失稳下更佳，实验平均偏差分别为19.75%和8.92%。当电流比超过70%时，累积效应显著。建立了阻...
解读: 该研究对阳光电源的大功率变压器应用具有重要参考价值。研究成果可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的变压器设计与运维。通过短路耐受能力评估方法和累积变形识别技术，可提升产品的以下方面：1)优化变压器设计裕度，提高产品可靠性；2)通过振动特征实时监测变压器健康状态，完善iSolarCloud平...
用于并网光伏电站选址的分段变异粒子群优化算法
PSO with segmented mutation for site selection in grid-connected photovoltaic power generation system
Xiao Zhang · Yujiang Chen · Linhui Cheng · Shasha Tian 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 本文提出了一种新型的分段变异粒子群优化（SMPSO）算法，用于解决并网光伏发电系统规划阶段中光伏（PV）阵列场址与电力变压器场址的选址问题。光伏阵列和电力变压器的选址过程直接影响系统的发电效率与建设运行成本。然而，该选址任务对优化算法提出了严峻挑战。粒子群优化（PSO）是一种应用广泛的基于种群的优化器，具有众多应用场景。但由于标准PSO在处理选址问题时存在早熟收敛和易陷入局部最优的缺陷，本文提出一种分段变异的PSO算法：在迭代初期采用全局粒子变异操作以增强全局搜索能力；在迭代后期则对较优粒...
解读: 该SMPSO算法对阳光电源光伏电站规划具有重要应用价值。在大型地面电站设计中,可优化SG系列逆变器和箱变布局,降低线损和建设成本。算法的分段变异策略可集成到iSolarCloud平台的智能选址模块,结合地形、辐照和电网接入条件,实现光伏阵列与ST系列储能系统的协同优化配置。其快速收敛特性适用于多场景...
实用芯式电力变压器串联与并联电容的估算及其数学关系的建立
Estimation of Series- and Shunt-Capacitances of a Practical Core-Type Power Transformer and Establishing Mathematical Relationship Thereof
Rajesh Lekkireddy · Krupa Shah · Pravin Magdum · Chiragkumar Parekh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
通过表征电力变压器的高频数据来合成能够准确捕捉其内部电磁耦合的物理可实现梯形电路模型的方法已被广泛接受。然而，具有挑战性的部分是估算实际电力变压器的电感和电容，因为频率响应会受到铁芯、绕组间耦合、相应的端子连接以及激励频率的影响。本文报道了一种在不拆解相互连接绕组的情况下估算实际变压器中测试绕组的串联电容和并联电容的方法。该方法包括用电磁耦合梯形电路来表示多绕组变压器（单相或三相），并提出一种将复杂电路简化为单个电容梯形电路的方法，以用于电容估算。这项任务主要包括提出新颖的端子连接方式、利用分接...
解读: 该研究对阳光电源的变压器设计与优化具有重要指导意义。通过精确建模变压器串并联电容参数,可提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中高频变压器的设计精度,优化其高频特性。特别是在PowerTitan等大型储能系统中,该方法有助于提高变压器在高频谐波和瞬态工况下的性能表现。对于车载OBC充电机等对变压...