【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及垂直接地极温升分布研究，尤其涉及一种垂直接地极温升均匀化控制方法、装置及系统。
技术介绍
1、随着经济的快速发展土地资源愈发紧缺，传统占地面积较大的水平接地极已不满足目前的发展趋势，而垂直接地极是通过多根垂直电极馈电棒深埋地下，直流大电流向地下深处散流，其占地面积相对较小，且地表电气参数和对周边环境的影响也相对较好，在目前的直流工程中得到了应用。直流接地极是特高压直流输电系统的必要设施，为提高系统运行的可靠性，在单极大地运行时需承担直流大电流的冲击。
2、目前，针对接地极温升的研究主要集中在水平接地极温升暂态建模和测试、垂直接地极温升实验和结果分析，并未对温升控制和分布均匀化开展相关研究。但是由于垂直接地极的馈电棒是垂直向下的，受电流密度的端部效应，馈电棒的最底部温升相对也较大，长期运行将会严重损坏馈电棒的使用寿命。因此目前急需一种新的控制方法或者系统来解决目前现有技术的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种垂直接地极温升均匀化控制方法及系统，以解决如何更准确的对垂直接地极的温升均匀化进行控制，从而避免馈电棒底部因温升过大而损坏使用寿命的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种垂直接地极温升均匀化控制方法，包括：
3、当垂直接地极的馈电棒温度发生变化时，获取馈电棒的温升数据和环境数据；
4、根据馈电棒的温升数据和环境数据，并结合粒子群算法，构建最优温升数学模型；
5、迭代更新馈
6、根据迭代输出的馈电棒的焦炭填充直径，对垂直接地极温升均匀化进行控制。
7、可以理解的是，相对于现有技术，本专利技术通过获取垂直接地极中馈电棒的温升数据和环境数据，并以此构建温升数学模型；这样构建的温升数学模型，以垂直接地极的馈电棒数据和馈电棒的环境数据为基准，降低了其他非必要数据的干扰，提高了温升数学模型的准确性，进而提高了后续温升均匀化系数的准确性，根据温升数学模型和馈电棒的焦炭填充直径数据求得温升均匀化系数，通过温升均匀化系数来衡量垂直接地极的均匀化程度，使得对垂直接地极的温升均匀化控制更加准确，避免了垂直接地极的馈电棒底部因温升过大而损坏使用寿命，进而提高了垂直接地极的通电稳定性。
8、作为优选方案，所述当垂直接地极的馈电棒温度发生变化时，获取馈电棒的温升数据和环境数据，具体为：
9、当垂直接地极的馈电棒温度发生变化时,记录馈电棒的环境温度数据和每个子段的温升值，得到馈电棒每个子段的温升数据；其中，馈电棒每个子段包括：馈电棒上子段、中子段和下子段；
10、当馈电棒的温度保持不变时，得到馈电棒的最终温升时间和最终温升值；对所述馈电棒的最终温升时间、最终温升值和馈电棒子段的温升数据进行数据整理，得到馈电棒的温升数据；
11、获取馈电棒的土壤数据，并结合所述馈电棒的环境温度数据，得到馈电棒的环境数据。
12、通过对馈电棒的温升数据进行收集整理，可以得到馈电棒的温升值和温升时间，为构建温升数学模型和求解温升均匀化系数提供了数据基础。
13、作为优选方案，所述根据馈电棒的温升数据和环境数据，并结合粒子群算法，构建最优温升数学模型，具体为：
14、获取预设的温度时间系数，结合馈电棒的温升数据和环境数据，构建初始温升数学模型：
15、
16、
17、其中，y(t)为温升数学模型函数，t表示温升过程中不同的时间点，ε(c)为馈电棒的最终温升值，ε(o)为馈电棒输入直流电流前的环境温度，e为指数函数，k为温升变化系数，λ为温度时间系数，c为土壤的热容系数，δ为土壤的导热率，re为单个垂直接地极的接地电阻，a为垂直接地极填充焦炭的表面积，ρ为土壤电阻率；
18、根据预设的初始温升变化系数k′，结合粒子群算法，得到初始的粒子位置和粒子数量，并构建粒子群优化的目标函数：
19、
20、其中，f(k)为粒子群优化的目标函数，y(t)为实际测量的温升数据，y(t)为温升数学模型的仿真值，n为粒子群数量；
21、根据预设的初始粒子速度和最大迭代次数，对粒子群优化的目标函数进行迭代更新；
22、当达到预设的最大迭代次数时，停止对粒子群优化的目标函数的迭代更新，得到最优的温度变化系数k″；
23、根据最优的温度变化系数k″，优化初始温升数学模型的参数，得到最优温升数学模型：
24、
25、其中，y(t)为温升数学模型函数，t表示温升过程中不同的时间点，ε(c)为馈电棒的最终温升值，ε(o)为馈电棒输入直流电流前的环境温度，e为指数函数，k″为最优的温升变化系数，λ为温度时间系数，c为土壤的热容系数，δ为土壤的导热率，re为单个垂直接地极的接地电阻，a为垂直接地极填充焦炭的表面积，ρ为土壤电阻率。
26、通过构建温升数学模型，并结合粒子群算法构建粒子群优化的目标函数，从而求得最优的温度变化系数，得到了最优的温升数学模型，使得对于馈电棒的温升均匀化程度求解更加的准确、符合实际。
27、作为优选方案，所述迭代更新馈电棒的焦炭填充直径，并根据当前迭代的焦炭填充直径和所述最优温升数学模型，计算当前迭代的温升均匀化系数，直到温升均匀化系数满足预设的要求，具体为：
28、获取馈电棒上、中和下子段对应的焦炭填充直径，计算得到馈电棒上、中和下子段对应的填充焦炭的表面积；
29、获取最优温升数学模型，结合馈电棒上、中和下子段对应的填充焦炭的表面积，得到馈电棒上、中和下子段对应的温升数学模型：
30、
31、
32、
33、其中，和分别表示馈电棒上、中和下子段对应的温升数学模型，t表示温升过程中不同的时间点，ε(c)为馈电棒的最终温升值，ε(o)为馈电棒输入直流电流前的环境温度，e为指数函数，k″为最优的温升变化系数，λa、λb和λc分别为馈电棒上、中和下子段对应的温度时间系数，c为土壤的热容系数，δ为土壤的导热率，re为单个垂直接地极的接地电阻，a为垂直接地极填充焦炭的表面积，ρ为土壤电阻率；
34、获取馈电棒的温升数据中的最终温升时间，结合馈电棒上、中和下子段对应的温升数学模型，计算馈电棒的温升均匀化系数后，确认所述温升均匀化系数满足预设的要求，完成迭代更新：
35、
36、其中，d为馈电棒的温升均匀化系数，t1为馈电棒的温升数据中的最终温升时间，和分别表示馈电棒上、中和下子段对应的温升数学模型。
37、通过获取馈电棒的焦炭填充直径，根据馈电棒的温升数学模型求解馈电棒的温升均匀化系数，使得垂直接地极的温升均匀化程度拥有更加直观、准确的表达方式。
38、作为优选方案，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种垂直接地极温升均匀化控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种垂直接地极温升均匀化控制方法，其特征在于，所述当垂直接地极的馈电棒温度发生变化时，获取馈电棒的温升数据和环境数据，具体为：
3.如权利要求1所述的一种垂直接地极温升均匀化控制方法，其特征在于，所述根据馈电棒的温升数据和环境数据，并结合粒子群算法，构建最优温升数学模型，具体为：
4.如权利要求3所述的一种垂直接地极温升均匀化控制方法，其特征在于，所述迭代更新馈电棒的焦炭填充直径，并根据当前迭代的焦炭填充直径和所述最优温升数学模型，计算当前迭代的温升均匀化系数，直到温升均匀化系数满足预设的要求，具体为：
5.如权利要求4所述的一种垂直接地极温升均匀化控制方法，其特征在于，所述确认所述温升均匀化系数满足预设的要求，完成迭代更新，具体为：
6.一种垂直接地极温升均匀化控制装置，其特征在于，包括：馈电棒数据获取模块、温升数学模型构建模块、温升均匀化系数迭代模块和温升均匀化控制模块；
7.如权利要求6所述的一种垂直接地极温升均匀化控制装置
8.如权利要求6所述的一种垂直接地极温升均匀化控制装置，其特征在于，所述温升数学模型构建模块，包括：温升数学模型构建单元；
9.如权利要求8所述的一种垂直接地极温升均匀化控制装置，其特征在于，所述温升均匀化系数迭代模块，包括：温升均匀化系数迭代单元；
10.如权利要求9所述的一种垂直接地极温升均匀化控制装置，其特征在于，所述温升均匀化系数迭代单元，包括：温升均匀化系数迭代子单元；
11.一种垂直接地极温升均匀化控制系统，其特征在于，包括：直流电流发生模块、垂直接地极井温升测试模块、导流电缆、分流电缆和如权利要求6至10任意一项所述的一种垂直接地极温升均匀化控制装置；
12.如权利要求11所述的一种垂直接地极温升均匀化控制系统，其特征在于，所述直流电流发生模块包括：交流电源柜、整流器、隔离开关和汇流母线；
13.如权利要求11所述的一种垂直接地极温升均匀化控制系统，其特征在于，所述垂直接地极井温升测试模块，包括：接地极馈电棒、馈电棒分流电缆、温度传感器、焦炭、信号传输线、数据记录仪、环氧树脂包和土壤；
...【技术特征摘要】
1.一种垂直接地极温升均匀化控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种垂直接地极温升均匀化控制方法，其特征在于，所述当垂直接地极的馈电棒温度发生变化时，获取馈电棒的温升数据和环境数据，具体为：
3.如权利要求1所述的一种垂直接地极温升均匀化控制方法，其特征在于，所述根据馈电棒的温升数据和环境数据，并结合粒子群算法，构建最优温升数学模型，具体为：
4.如权利要求3所述的一种垂直接地极温升均匀化控制方法，其特征在于，所述迭代更新馈电棒的焦炭填充直径，并根据当前迭代的焦炭填充直径和所述最优温升数学模型，计算当前迭代的温升均匀化系数，直到温升均匀化系数满足预设的要求，具体为：
5.如权利要求4所述的一种垂直接地极温升均匀化控制方法，其特征在于，所述确认所述温升均匀化系数满足预设的要求，完成迭代更新，具体为：
6.一种垂直接地极温升均匀化控制装置，其特征在于，包括：馈电棒数据获取模块、温升数学模型构建模块、温升均匀化系数迭代模块和温升均匀化控制模块；
7.如权利要求6所述的一种垂直接地极温升均匀化控制装置，其特征在于，所述馈电棒数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：周祥宇，孔志达，曾永胜，谌阳，简翔浩，施世鸿，岳云峰，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。