[發明專利]一種配電變壓器自動調壓中過渡電阻的選擇方法

有效

• 申請號: 201711026756.3
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107681665B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王華芳;馬宏忠;宋開勝;顧蘇雯;周昊;吳書煜;許洪華
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司南京供電公司;河海大學;國家電網公司;國網江蘇省電力公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 奚銘

一種配電變壓器自動調壓中過渡電阻的選擇方法，從輸出電壓波形和過渡過程的環流的波形特征出發，通過BP神經網絡訓練與逼近，同時將輸出電壓波形濾波后作為粒子群PSO算法的輸入，計算出適合BP神經網絡的最佳閾值，再將神經網絡計算出的過渡電阻的阻值使用閾值比較函數與最佳閾值進行比較，經過多次計算后，若滿足BP閾值選擇函數則輸出最終的過渡電阻阻值。本發明使用粒子群PSO算法和BP神經網絡算法對配電變壓器系統的過渡電阻進行仿真計算，能夠簡單有效地求出過渡電阻的阻值，相對于通過經驗取過渡電阻阻值的方式更加可靠，使得過渡電阻取值更加科學，配變輸出電壓更加平穩，對電網波動干擾更小，造成的諧波污染也更少。

技術領域

本發明屬于電力變壓器技術領域，涉及配電變壓器自動調壓，為一種配電變壓器自動提調壓中過渡電阻的選擇方法，提出了使用粒子群優化算法(Particle?SwarmOptimizer,PSO)計算BP(back?propagation)神經網絡閾值的方法，提升了神經網絡的逼近函數的能力，實現快速可靠地選擇出最佳過渡電阻阻值。

背景技術

隨著電力系統的飛速發展，用電質量越來越受用戶的關注，用戶一直在追求更好的用電體驗。電壓質量是電能質量的重要指標，電壓偏移過大會影響企業生產和人民生活水平的提高，影響用電設備的壽命和效率，甚至危及電力系統運行的穩定性。現有的調壓裝置主要是機械式有載調壓，也有部分的電力電子調壓裝置，但至今電力電子調壓裝置都沒有得到大規模的推廣，電力電子調壓裝置還處于研究熱潮之中。

由于電力系統電壓較高，對于電力電子器件的沖擊較大，所以在配電變壓器的調壓裝置中的晶閘管或者可控硅處會串聯一個阻值適當的電阻作為過渡。過渡電阻的阻值如果較大，則過渡過程會有較大的功率損耗，過渡過程中變壓器輸出電壓降低，瞬時輸出功率減少；阻值如果較小，則過渡過程的沖擊電流大，電力電子裝置有可能直接會被直接燒毀。目前選擇過渡電阻的方法是靠實踐經驗選取阻值大小，沒有太多的具有適用性的選擇依據，本發明就此提出一種過渡電阻選擇方法，通過PSO優化的神經網絡來進行選擇，根據實際實現數據結合智能算法選擇出的過渡電阻使過渡過程更加平穩、過渡過程的環流沖擊更小、電壓干擾更小。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：現有配電變壓器的調壓裝置中過渡電阻的阻值大小對電壓質量有很大影響，而現有技術中目前還只能靠經驗選擇來設置過渡電阻，缺乏行之有效的科學設置方法。

本發明的技術方案為：一種配電變壓器自動調壓中過渡電阻的選擇方法，基于粒子群優化算法PSO和BP神經網絡，通過對配電變壓器系統的過渡電阻進行仿真計算，確定過渡電阻阻值，包括以下步驟：

1)對配電變壓器二次側布置電壓互感器和電流互感器，設置采樣時間長度和采樣頻率，采集配電變壓器的輸出電壓、調壓過程中的環流和調壓過渡時間，記采集到的數據點個數為N；

2)記采集的變壓器輸出電壓為u_1i,i＝1,2,…N，變壓器理論輸出電壓為u_2i,i＝1,2,…N，使用粒子群優化算法，適應度函數為根據變壓器高壓側回路分析可得：

u_1i-u_2i＝N₁/N₂·I_i·R

式中，N₁為變壓器高壓側線圈匝數，N₂為變壓器低壓側線圈匝數，I_i為過渡環流，R表示過渡電阻；

取種群大小為N_Z，種群代數為M_Z，n＝1,2,...N_Z，m＝1,2,…M_Z，種群更新方式如下：