【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源设计领域，特别是基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法。
技术介绍
1、高压变频电源是指工作电压在6kv及以上的变频电源，它通常用于驱动大功率负载设备，如工矿企业的大型通风设备、水泵等。在高海拔地区环境恶劣，空气稀薄，对电气设备的绝缘性能提出了更高要求。局部放电试验可以评估变压器在高压下的绝缘状况，确保其在高海拔环境中能够稳定运行。通过优化绝缘设计，可以减小变压器的体积和重量，从而实现高压变频电源的小型化。在高海拔地区，电气设备需要承受低温、强辐射等极端条件。因此，在变压器的小型化设计中，需要选择适合高海拔环境的材料，如耐低温、抗辐射的材料。空载局放试验可以帮助评估不同材料在高压下的性能表现，为材料选型提供依据。所以提出了一种基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，实现高压变频电源的设计。
技术实现思路
1、本专利技术克服了现有技术的不足，提供了基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、本专利技术第一方面提供了基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，包括以下步骤：
4、收集进行变压器空载局放现场的环境数据以及变压器的热动力学数据，并结合卷积神经网络模型进行变压器热动力学数据建模；
5、通过simulink软件模拟目标变压器的标准热动力学数学模型在不同工况条件下的热特性相应，并基于不同的工况条件下的热特性信息，确定目标变压器在变压器工
6、对目标变压器进行电场仿真分析，并基于电场仿真分析结果确定目标电场分布状态；
7、设计使电场分布合格变压器内的电场分布状态等于目标电场分布状态的高压变频电源，并对目标变压器进行空载局放试验，基于空载局放试验结果对高压变频电源进行设计优化。
8、进一步的，本专利技术的一个较佳实施例中，所述收集进行变压器空载局放现场的环境数据以及变压器的热动力学数据，并结合卷积神经网络模型进行变压器热动力学数据建模，具体为：
9、确定变频电源的目标工作海拔，并在变频电源的目标工作海拔内定位进行变压器空载局放实验的现场位置，标定为变压器工作位置；
10、引入气象平台，在所述气象平台中检索变压器工作位置的预测平均环境数据，标定为目标预测环境数据；
11、引入进行空载局放实验的特高压电力变压器，标定为目标变压器，计算目标变压器的热动力学数据范围，所述目标变压器的热动力学数据范围包括目标变压器运行时的实时温度范围、实时电流范围和实时电压范围，并引入多层前馈神经网络算法；
12、对目标变压器的热动力学数据进行时序转换，得到目标变压器的时序热动力学数据，基于所述多层前馈神经网络算法，对目标变压器的热动力学数据以及目标预测环境数据进行结合训练，构建目标变压器的热动力学数学模型；
13、对目标变压器的热动力学数学模型进行学习率和神经层调节，同时引入正则化算法，通过正则化算法在目标变压器的热动力学数学模型中引入惩罚项；
14、引入傅里叶级数，对学习率和神经层调节后的目标变压器的热动力学数学模型进行模型函数拆解，得到不同的正弦函数与余弦函数，对不同的正弦函数与余弦函数进行多项式回归，确保学习率和神经层调节后的目标变压器的热动力学数学模型的模型函数逼近预设值，输出学习率和神经层调节后的目标变压器的热动力学数学模型的拟合状态；
15、预设标准拟合状态，若拟合状态等于标准拟合状态，则输出惩罚项，停止目标变压器的热动力学数据以及目标预测环境数据的结合训练，输出目标变压器的标准热动力学数学模型。
16、进一步的，本专利技术的一个较佳实施例中，所述通过simulink软件模拟目标变压器的标准热动力学数学模型在不同工况条件下的热特性相应，并基于不同的工况条件下的热特性信息，确定目标变压器在变压器工作位置上适用的工况条件，具体为：
17、获取目标变压器的构造使用说明，并基于目标变压器的构造使用说明确定目标变压器的内部结构，其中，所述目标变压器的内部结构包括目标变压器的内部元件材料种类以及内部元件的排列结构；
18、引入simulink软件，将目标变压器的内部结构映射在simulink软件中，构建目标变压器的仿真模拟模型，标定为变压器仿真模拟模型；
19、在所述变压器仿真模拟模型内导入目标变压器的标准热动力学数学模型，并在simulink软件中将目标变压器的标准热动力学数学模型转换为matlab函数格式，得到变压器热动力仿真模拟模型；
20、在变压器热动力仿真模拟模型中预设目标仿真时间和目标仿真步长，基于目标仿真时间和目标仿真步长，在不同的工况条件下，运行所述变压器热动力仿真模拟模型，并输出不同工况条件下变压器热动力仿真模拟模型的热特性信息；
21、其中，工况条件为目标变压器的热动力学数据范围内不同温度、电流和电压的组合，热特性信息为变压器热动力仿真模拟模型运行期间内部绕组和铁芯的热量状态；
22、基于大数据网络，确定在变压器工作位置上变压器热动力仿真模拟模型内绕组和铁芯的标准热量状态，并反推确定标准热特性信息，基于所述标准热特性信息，确定热特性信息等于标准热特性信息时目标变压器的工况条件，标定为目标工况条件。
23、进一步的，本专利技术的一个较佳实施例中，所述对目标变压器进行电场仿真分析，并基于电场仿真分析结果确定目标电场分布状态，具体为：
24、获取电场仿真软件，在所述电场仿真软件中基于目标变压器的内部结构，构建目标变压器的电场仿真模型；
25、在所述目标变压器的电场仿真模型内进行参数设置，所述参数设置包括输入目标工况条件、变压器工作位置以及目标预测环境数据，得到目标电场仿真模型；
26、运行所述目标电场仿真模型，在目标电场仿真模型内进行网格划分，确定电场的分布边界，并在目标电场仿真模型运行后输出电场分布云图；
27、测算电场分布云图中不同位置的电场强度值，并判断是否存在电场强度值大于预设值的电场位置，若是则判断目标变压器内电场分布不均，并引入贝叶斯网络算法对目标变压器进行元件运行参数缺陷溯源分析，在目标变压器中确定使目标变压器内电场分布不均的元件，标定为故障变压器元件；
28、对所述故障变压器元件进行材料优化，若故障变压器元件进行材料优化后仍存在电场强度值大于预设值的电场位置，则判断目标变压器的绝缘性能标定为不合格，并基于大数据网络检索对目标变压器进行绝缘优化的方案并输出，得到电场分布合格变压器；
29、在电场仿真软件中，构建电场分布合格变压器的电场仿真模型，并获取电场分布合格变压器的电场分布云图，确定电场分布合格变压器内的电场分布状态，标定为目标电场分布状态。
30、进一步的，本专利技术的一个较佳实施例中，所述设计使电场分布合格变压器内的电场分布状态等于目标电场分布状态的高压变频电源，并对目本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1中所述的基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，其特征在于，所述收集进行变压器空载局放现场的环境数据以及变压器的热动力学数据，并结合卷积神经网络模型进行变压器热动力学数据建模，具体为：
3.根据权利要求1中所述的基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，其特征在于，所述通过Simulink软件模拟目标变压器的标准热动力学数学模型在不同工况条件下的热特性相应，并基于不同的工况条件下的热特性信息，确定目标变压器在变压器工作位置上适用的工况条件，具体为：
4.根据权利要求1中所述的基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，其特征在于，所述对目标变压器进行电场仿真分析，并基于电场仿真分析结果确定目标电场分布状态，具体为：
5.根据权利要求1中所述的基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，其特征在于，所述设计使电场分布合格变压器内的电场分布状态等于目标电场分布状态的高压变频电源，并对目标变压器进行空载局放试验，基于空载
6.根据权利要求5中所述的基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，其特征在于，所述在电力系统更新仿真模型内进行空载局放试验，并基于空载局放试验结果对高压变频电源进行设计优化，具体为：
7.基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正系统，其特征在于，所述高压变频电源小型化及应用修正系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存有高压变频电源小型化及应用修正方法程序，当所述高压变频电源小型化及应用修正方法程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的高压变频电源小型化及应用修正方法步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1中所述的基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，其特征在于，所述收集进行变压器空载局放现场的环境数据以及变压器的热动力学数据，并结合卷积神经网络模型进行变压器热动力学数据建模，具体为：
3.根据权利要求1中所述的基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，其特征在于，所述通过simulink软件模拟目标变压器的标准热动力学数学模型在不同工况条件下的热特性相应，并基于不同的工况条件下的热特性信息，确定目标变压器在变压器工作位置上适用的工况条件，具体为：
4.根据权利要求1中所述的基于仿真分析的高压变频电源小型化及应用修正方法，其特征在于，所述对目标变压器进行电场仿真分析，并基于电场仿真分析结果确定目标电场分布状态，具体为：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：廖文龙，刘睿，杨玥坪，冯运，张榆，杨鑫，穆舟，王振宇，黄志成，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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