一种阻尼母线结构参数优化方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种阻尼母线结构参数优化方法、装置及存储介质，属于电网运维技术领域。方法包括：根据螺旋管式阻尼母线结构建立阻尼母线的等效电路，等效电路包括并联的电阻R和电感L，根据等效电路分别构建流入阻尼母线的特快速暂态过电压u1、阻尼母线上的阻抗发生突变的节点电压u2与电阻R和电感L之间的参数模型；在满足节点电压u2的幅值范围和节点波前陡度的范围的情况下，通过参数模型确定电阻R和电感L的参数集合；采用多目标白鲸优化算法，对电阻R和电感L的参数集合进行寻优，得到电阻R和电感L的最佳参数组合。实现了在螺旋管式阻尼母线最佳VFTO抑制效果时，快速确定电阻R和电感L配合的最优参数，使得VFTO幅值及陡度有效降低的有益效果。降低的有益效果。降低的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种阻尼母线结构参数优化方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术属于电网运维
，更具体地，涉及一种阻尼母线结构参数优化方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]VFTO特快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage)是GIS变电站最典型、最主要的内部操作过电压，它决定了超/特高压变电站绝缘配合水平。
[0003]传统的抑制VFTO方法包括采用铁氧体磁环、高频谐振器、避雷器、架空导线等方式，降低VFTO幅值以及拉平波前陡度。近年来，出现了一种使用螺旋管式阻尼母线法(下文简称阻尼母线)的新技术来抑制VFTO。这种阻尼母线是将常规母线镂空加工成螺旋管式空心线圈，从而达到增大电感抑制VFTO的目的。该方法仍处于研究阶段，因此在参数设计方面暂未形成系统化解决方案。

技术实现思路

[0004]针对相关技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种阻尼母线结构参数优化方法、装置及存储介质，旨在解决使用螺旋管式阻尼母线法抑制VFTO时，参数设计方法不完善的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种阻尼母线结构参数优化方法，包括：根据螺旋管式阻尼母线结构建立阻尼母线的等效电路，所述等效电路包括并联的电阻R和电感L，并根据所述等效电路分别构建流入阻尼母线的特快速暂态过电压u1、阻尼母线上的阻抗发生突变的节点电压u2与电阻R和电感L之间的参数模型；在满足节点电压u2的幅值范围和节点波前陡度的范围的情况下，通过所述参数模型确定电阻R和电感L的参数集合；采用多目标白鲸优化算法，对电阻R和电感L的参数集合进行寻优，得到电阻R和电感L的最佳参数组合。
[0006]可选的，所述根据螺旋管式阻尼母线结构建立阻尼母线的等效电路，所述等效电路包括并联的电阻R和电感L，并根据所述等效电路构建阻尼母线结构的参数模型，包括：根据螺旋管式阻尼母线结构，进行集中性参数等效，得到包括并联的电阻R和电感L的等效电路；根据所述等效电路构建阻尼母线结构中各参数的参数模型；将流入阻尼母线的特快速暂态过电压VFTO设定为高频衰减振荡波，所述特快速暂态过电压VFTO表示为，的表达式如公式（1）所示：（1）其中，分别为VFTO的最大幅值、角频率、初相角和衰减系数；角频率
f为VFTO的频率；当VFTO在阻尼母线中传播时，的表达式如公式（2）和（3）所示：（2）（3）其中，R、L分别为阻尼母线的阻尼电阻和阻尼电感，、为阻尼母线前后线路的波阻抗，i
L
为流经阻尼电感L，i2为经过阻尼母线后的线路Z2的入射电流；所述阻尼母线上的阻抗发生突变的节点电压u2表达式如公式（4）所示：（4）其中，，时间常数，间常数T反映节点电压的变化速，Z1、Z2为阻尼母线前后线路的波阻抗。
[0007]可选的，所述在满足节点电压u2的幅值范围和节点波前陡度的范围的情况下，通过所述参数模型确定电阻R和电感L的参数集合，包括：获取预设电压等级，基于目标特快速暂态过电压VFTO抑制效果获取VFTO的目标幅值范围和目标波前陡度范围；其中，节点波前陡度用du2/dt表示；根据所述目标幅值范围和所述目标波前陡度范围求解所述参数模型，得到电阻R和电感L的参数集合。
[0008]可选的，所述采用多目标白鲸优化算法，对电阻R和电感L的参数集合进行寻优，得到电阻R和电感L的最佳参数组合，包括：结合NSGA
‑
II算法与白鲸算法构建多目标白鲸优化算法；采用所述多目标白鲸优化算法，将所述电阻R和电感L的参数集合作为优化变量，以最佳VFTO抑制效果为优化目标，求解电阻R和电感L的最佳参数组合。
[0009]可选的，所述结合NSGA
‑
II算法与白鲸算法构建多目标白鲸优化算法，包括：对所述参数集合进行初始化，作为初始化种群；采用所述NSGA
‑
II算法对所述初始化种群的个体进行快速非支配排序，得到排序后的初始化种群；通过所述白鲸算法对所述初始化种群进行勘探阶段、开发阶段和鲸落阶段的处理，生成大小与所述初始化种群大小相同的第i代子代种群；将父代种群与子代种群进行第i次堆叠合并，形成新合并种群；采用所述NSGA
‑
II算法对所述新合并种群的个体进行快速非支配排序，再通过精英策略选择生成新父代种群；通过所述白鲸算法对所述新父代种群进行勘探阶段、开发阶段和鲸落阶段的处理，生成第i+1代子代种群，并判断是否达到最大代数，若是，则输出最后当前子代种群作为最优解，若否，则继续进行父代种群与子代种群的堆叠合并。
[0010]可选的，所述对所述参数集合进行初始化，作为初始化种群，包括：
设定目标函数个数f_num=2，决策变量个数x_num=2，决策变量的最小值x_min=zeros(1,x_num)，决策变量的最大值x_max=ones(1,x_num)；将所述两个目标函数均置于该个体的末尾，对所述参数集合中的个体进行初始化，；通过多次循环生成大小为pop，个体基因长度为x_num+f_num的初始化种群。
[0011]可选的，所述最佳VFTO抑制效果根据抑制效果评价函数求解得到；构建抑制效果评价函数包括：分别设定节点电压幅值和节点波前陡度的权重系数，其中，权重系数为w
i
，其满足：；根据所述节点电压幅值和节点波前陡度构建抑制效果评价函数，，其中，C为评价指标，所述节点电压幅值和节点波前陡度均为极小型指标。
[0012]第二方面，本专利技术还提供了一种阻尼母线结构参数优化装置，包括：参数模型构建模块，用于根据螺旋管式阻尼母线结构建立阻尼母线的等效电路，并根据所述等效电路构建阻尼母线结构的参数模型；参数集合确定模块，用于基于目标特快速暂态过电压VFTO抑制效果，通过所述参数模型确定电阻R和电感L的参数集合；参数优化模块，用于采用多目标白鲸优化算法，对电阻R和电感L的参数集合进行寻优，得到电阻R和电感L的最佳参数组合。
[0013]第三方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行如第一方面中任一项所述的方法。
[0014]通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，通过阻尼母线结构建立等效电路，并通过电路结构对组尼母线作用机理分析，得到可用于判断阻尼母线抑制效果的表达式，构建参数模型，根据目标抑制效果，确定能够达到抑制效果的“电感+电阻”参数范围，通过构建的多目标白鲸优化算法确定电阻R、电感L参数集合中的最佳参数配合；能够取得在实现螺旋管式阻尼母线最佳VFTO抑制效果时，快速确定电阻R和电感L配合的最优参数，使得VFTO幅值及陡度有效降低。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例提供的一种阻尼母线结构参数优化方法的流程示意图。
[0016]图2是本专利技术实施例提供的一种阻尼母线结构参数优化方法所对应的阻尼母线内部结构示意图。
[0017]图3是本专利技术实施例提供的一种阻尼母线结构参数优化方法中阻尼母线集中式参数等效电路图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻尼母线结构参数优化方法，其特征在于，包括：根据螺旋管式阻尼母线结构，进行集中性参数等效，得到包括并联的电阻R和电感L的等效电路；根据所述等效电路构建阻尼母线结构中各参数的参数模型；将流入阻尼母线的特快速暂态过电压VFTO设定为高频衰减振荡波，所述特快速暂态过电压VFTO表示为，的表达式如公式（1）所示：；其中，分别为VFTO的最大幅值、角频率、初相角和衰减系数；角频率f 为VFTO的频率；当VFTO在阻尼母线中传播时，的表达式如公式（2）和（3）所示：；其中，R、L分别为阻尼母线的阻尼电阻和阻尼电感，、为阻尼母线前后线路的波阻抗，i
L
为流经阻尼电感L，i2为经过阻尼母线后的线路Z2的入射电流；所述阻尼母线上的阻抗发生突变的节点电压u2表达式如公式（4）所示：；其中，时间常数，间常数T反映节点电压的变化速，Z1、Z2为阻尼母线前后线路的波阻抗，在满足节点电压u2的幅值范围和节点波前陡度的范围的情况下，通过所述参数模型确定电阻R和电感L的参数集合；采用多目标白鲸优化算法，对电阻R和电感L的参数集合进行寻优，得到电阻R和电感L的最佳参数组合。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在满足节点电压u2的幅值范围和节点波前陡度的范围的情况下，通过所述参数模型确定电阻R和电感L的参数集合，包括：获取预设电压等级，基于目标特快速暂态过电压VFTO抑制效果获取VFTO的目标幅值范围和目标波前陡度范围；其中，节点波前陡度用du2/dt表示；根据所述目标幅值范围和所述目标波前陡度范围求解所述参数模型，得到电阻R和电感L的参数集合。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用多目标白鲸优化算法，对电阻R和电感L的参数集合进行寻优，得到电阻R和电感L的最佳参数组合，包括：结合NSGA
‑
II算法与白鲸算法构建多目标白鲸优化算法；
采用所述多目标白鲸优化算法，将所述电阻R和电感L的参数集合作为优化变量，以最佳VFTO抑制效果为优化目标，求解电阻R和电感L的最佳参数组合。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述结合NSGA
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II算法与白鲸算法构建多目标白鲸优化算法，包括：对所述参数集合进行初始化，作为初始化种群；采用所述NSGA
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II算法对所述初始化种群的个体进行快速非支配排序，得到排序后的初始化种群；通过所述白鲸算法对所述初始化种群进行勘探阶段、开发阶段和鲸落阶段的处理，生成大小与所述初始化种群大小相同的第i代子代种群；将父代种群与子代种群进行第i次堆叠合并，形成新合并种群；采用所述NSGA
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II算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，吴细秀，李红斌，王翰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：