[發(fā)明專利]一種變電站接地網(wǎng)最大跨步電位差和最大接觸電位差的智能識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610973680.4
• 申請(qǐng)日: 2016-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN106645862B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝惠藩;譚波;潘卓洪;童雪芳;王相漢;董曉輝;戴敏;何慧文;范冕;張波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院;武漢大學(xué);中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 武漢帥丞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

本發(fā)明公開了一種變電站接地網(wǎng)最大跨步電位差和最大接觸電位差的智能識(shí)別方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)計(jì)算接地網(wǎng)地電位升和地表電位函數(shù)；(2)將最大跨步電位差和最大接觸電位差的求解轉(zhuǎn)化為帶約束的參數(shù)優(yōu)化問題；(3)采用人工蜂群算法尋找最大跨步電位差和最大接觸電位差的最優(yōu)解。該方法將最大跨步電勢(shì)與最大接觸電勢(shì)的識(shí)別問題從數(shù)學(xué)模型上轉(zhuǎn)化為無導(dǎo)數(shù)的純數(shù)值優(yōu)化問題，并采用人工蜂群算法尋找最優(yōu)解，所采用的方法計(jì)算量小、計(jì)算速度快，并能獲得變電站嚴(yán)格意義上的最大跨步電位差和最大接觸電位差，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)觀測(cè)面等間距采樣差分法計(jì)算量過大而且精度不高的問題，對(duì)完善變電站接地網(wǎng)的安全評(píng)估具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電網(wǎng)環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變電站接地網(wǎng)最大跨步電位差和最大接觸電位差的智能識(shí)別方法。

背景技術(shù)

變電站接地網(wǎng)對(duì)于保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著極為重要的作用，它不僅為各種電氣設(shè)備提供公共參考地電位，在系統(tǒng)發(fā)生接地故障或遭受雷擊時(shí)起到快速泄放故障電流、改善地網(wǎng)金屬導(dǎo)體和場區(qū)地表地電位分布的作用。當(dāng)巨大的短路電流或雷電流流入接地網(wǎng)后，會(huì)在變電站站址區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一定的跨步電位差和接觸電位差分布，如果超過人體的耐受能力，可能會(huì)危及運(yùn)行人員的人身安全，造成安全事故。因此，在變電站接地網(wǎng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)階段，需要對(duì)其跨步電位差和接觸電位差進(jìn)行計(jì)算校核，以滿足安全運(yùn)行的要求。

跨步電勢(shì)的定義是地表電位函數(shù)的1m差分最大值，而地表電位函數(shù)表達(dá)式是地網(wǎng)導(dǎo)體位置和散流的函數(shù)，由于接地網(wǎng)導(dǎo)體眾多故難以推導(dǎo)得到地表電位公式，所以跨步電勢(shì)應(yīng)沿用數(shù)值解的方式進(jìn)行。目前對(duì)最大接觸電勢(shì)和最大跨步電勢(shì)的識(shí)別方法為觀測(cè)面等間距采樣法，其數(shù)學(xué)模型如下：

假設(shè)地表電位函數(shù)是S(x，y)，設(shè)定一個(gè)矩形的采樣區(qū)域和采樣間隔dx和dy。利用雙向差分的算法即可近似計(jì)算某點(diǎn)(x，y)的電位差分值：

式(a)中，和可取該點(diǎn)的中心差分值：

另外還有多種的方案可供選擇，如最大單向中心差分：

或者是最大單向前差分和后差分的最大值：

上面方法有兩個(gè)缺點(diǎn)：一是采樣區(qū)域中坐標(biāo)的x和y的確定，另一個(gè)是采樣間隔dx和dy的確定，由于最大跨步電勢(shì)分布的不確定性，觀測(cè)面等間距采樣法所得最大跨步電勢(shì)結(jié)果可能存在一定的負(fù)誤差。采樣區(qū)域過大，采樣間隔dx和dy過小也會(huì)導(dǎo)致計(jì)算量的問題，采樣區(qū)域過大設(shè)置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致無法獲取最大跨步/接觸的位置，過大的采樣間隔dx和dy會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏小，而過小的采樣間隔dx和dy會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大。這樣平面等間距采樣計(jì)算量大而且精度不高，無論采樣區(qū)域和采樣間隔dx和dy如何設(shè)置均無法取得最大跨步、接觸電勢(shì)值的數(shù)值和位置。

有鑒于此，針對(duì)目前計(jì)算方法中遇到的上述局限，本發(fā)明提供一種可以獲得嚴(yán)格意義上最大跨步電壓和最大接觸電壓的新方法，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種識(shí)別變電站內(nèi)最大接觸電位差和最大跨步電位差的新方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)觀測(cè)面等間距采樣法計(jì)算量大而且精度不高的問題。

為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種變電站接地網(wǎng)最大跨步電位差和最大接觸電位差的智能識(shí)別方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)計(jì)算接地網(wǎng)地電位升GPR和地表電位函數(shù)S(x，y)；

接地網(wǎng)地電位升GPR采用如下公式計(jì)算：

F＝(K′GK+Y)V (10)