【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及均压环对地间隙放电电压计算，特别是涉及一种均压环对地空气间隙放电电压的预测方法。
技术介绍
1、换流阀是用于直流输电和变换的关键装置。在换流阀厅内部，均压环被广泛应用以降低电磁干扰和提高系统稳定性。均压环通过合理布置与周围环境之间的间隙，形成屏蔽效果，减少电场和磁场的干扰，确保换流阀安全可靠地工作。为了保证均压环的有效性，确保其与地面之间的空气间隙放电电压是至关重要的。当前，均压环对地放电电压的计算方法存在一些问题和局限性。现有方法通常基于经验公式、简化模型或理论假设，但往往无法全面考虑真实工程环境的复杂性和多样性，从而导致计算结果的准确性和可靠性不足。因此，设计一种均压环对地空气间隙放电电压的预测方法是十分有必要的。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种均压环对地空气间隙放电电压的预测方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供了一种均压环对地空气间隙放电电压的预测方法，包括：
4、定义均压环对地空气间隙的有效电场区；
5、计算有效电场区的电场分布；
6、提取有效电厂区的电场分布特征；
7、基于bpnn构建电压预测模型；
8、基于mic对电场分布特征进行选择，构建数据集，基于数据集通过issa算法训练电压预测模型；
9、基于训练后的电压预测模型实现均压环对地空气间隙放电电压的预测。
10、优选地，定
11、通过有限元法的二维轴对称模型计算均压环对地空气间隙的电场分布，其中，电极间最短路径上的场强e将呈现一条u型e-d曲线，其最小值为emn，均压环侧最大值为emxh，地面侧最大值为emxl，将有效电场区定义为e≥emn的球面附近区域，其中，有效电场区可分为高压区和低压区。
12、优选地，计算有效电场区的电场分布，具体为：
13、基于有限元法计算有效电场区的球隙的电场分布，将计算域划分为多个单元，设高压区和低压区所含元素总数分别为n和m，其中，对于高压区第i个元素和低压区第j个元素，1≤i≤n,1≤j≤m，其电场强度记为ei和ej，提取有效电场区的高压区和低压区的e值和各元素的面积。
14、优选地，所述有效电厂区的电场分布特征包括29个特征，将其分为三类，为：
15、与电场强度相关的特征，包括：高压区和低压区的e的最大值emxh及emxl，e的最小值emn，高压区和低压区的e的平均值eah及eal，高压区和低压区的e的方差evarh及evarl，高压区和低压区的e的标准差estdh及esthl，高压区和低压区的电场畸变率fh及fl；
16、与电场能量有关的特征，包括：高压区和低压区的总能量wh及wl，高压区和低压区的密度wdh及wdl，局部区域e≥emn+x(emxh-emn)或e≥emn+x(emxl-emn)的能量wh7、wh8、wh9、w17、w18及w19，x为比例系数，取值为0.7、0.8及0.9；
17、与体积有关的特征，包括：高压区和低压区的总体积vh及vl，局部区域e≥emn+x(emxh-emn)或e≥emn+x(emxl-emn)的体积vh7、vh8、vh9、v17、v18、v19，x为比例系数，取值为0.7、0.8及0.9。
18、优选地，基于mic对电场分布特征进行选择，构建数据集，具体为：
19、将有效电厂区的电场分布特征进行归一化；
20、计算归一化后的电场分布特征与对应的球隙击穿电压之间的mic值；
21、选择mic值较大的电场分布特征构建数据集；
22、将数据集按比例划分为测试集及训练集。
23、优选地，基于数据集通过issa算法训练电压预测模型，具体为：
24、设置issa算法的种群大小、最大迭代数和优化维数，根据待优化权值和偏差的分布，引入chebyshev混沌映射和基于反向学习来初始化salp群的位置，基于训练集对电压预测模型进行训练，并将训练集的预测误差作为适应度函数，计算种群的适应度值，确定目标源，重置leader和follower，随后更新目标源，直到满足循环终止条件，完成训练，其中，采用差异进化机制更新leader，引入levy flight机制算法和非线性惯性权值更新follower；
25、基于测试集验证完成训练后的电压预测模型的性能。
26、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
27、本专利技术提供了一种均压环对地空气间隙放电电压的预测方法，该方法包括定义均压环对地空气间隙的有效电场区，计算有效电场区的电场分布，提取有效电厂区的电场分布特征，基于bpnn构建电压预测模型，基于mic(最大信息系数法)对电场分布特征进行选择，构建数据集，基于数据集通过issa算法(多策略改进salp群算法)训练电压预测模型，基于训练后的电压预测模型实现均压环对地空气间隙放电电压的预测。本专利技术的有益效果是：
28、1、本专利技术提供的模型建立基于多个均压环尺寸、多个间隙距离的放电实验建立的数据库，使得均压环对地空气间隙放电电压的预测更加准确；
29、2、本专利技术中所提出的有效电场特征集能够表征球隙结构，并可作为bpnn模型的输入参数用于击穿电压预测；
30、3、本专利技术中经过mic的电场特征选择后，issa优化的bpnn模型可以准确预测iec标准球形间隙的击穿电压；
31、4、本专利技术提供了满足实际工程中换流站阀厅均压环设计安装的安全性及经济性的参考依据，提高了设计质量，而且降低了工作量，节省了大量成本。可以广泛地应用于换流站阀厅均压环对地间隙的选择中。
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1.一种均压环对地空气间隙放电电压的预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定义均压环对地空气间隙的有效电场区，具体为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算有效电场区的电场分布，具体为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效电厂区的电场分布特征包括29个特征，将其分为三类，为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于MIC对电场分布特征进行选择，构建数据集，具体为：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于数据集通过ISSA算法训练电压预测模型，具体为：
【技术特征摘要】
1.一种均压环对地空气间隙放电电压的预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定义均压环对地空气间隙的有效电场区，具体为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算有效电场区的电场分布，具体为：
4.根据权利要求1所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，钟正，肖微，罗兵，耿江海，王平，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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