[發明專利]一種基于自適應神經模糊推理系統的特高壓變壓器勵磁涌流預測算法

在審

• 申請號: 201810111028.0
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108565846A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 廖敏夫;段雄英;黃智慧;鄒積巖;張帆
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H02H9/00
• 分類號: H02H9/00;H02H9/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發明屬于智能開關電器領域，涉及一種基于自適應神經模糊推理系統的特高壓變壓器勵磁涌流預測算法。步驟如下：第一步：特高壓變壓器涌流模型的建立；第二步：通過混合算法確定各參數；確定前提參數和結論參數，對斷路器制造商來說，如果需要根據不同用戶對勵磁涌流的要求調整開關性能參數，則需要繼續進行第三步。第三步：不同變壓器勵磁涌流要求下選相斷路器的性能參數要求。本發明使用反向傳播算法來優化網絡。ANFIS架構不僅可以使用語言信息，還可以使用數字數據來適應自身，從而實現更好的特高壓變壓器選相關合勵磁涌流預測性能，并且具有計算時間短的特點。

技術領域

本發明屬于智能開關電器領域，涉及一種基于自適應神經模糊推理系統的特高壓變壓器勵磁涌流預測算法。

背景技術

在合閘過程中，由隨機合閘產生的磁通和變壓器的剩磁不相等會使鐵芯飽和，變壓器中會出現幅值較大的勵磁涌流，鐵芯飽和的程度越高則勵磁涌流的幅值越大。為避免引起繼電保護裝置的誤觸發、電力系統電壓不穩定等不利影響，采用選相關合技術抑制勵磁涌流。

選相投切技術通過控制斷路器在目標關合相位合閘，使合閘產生的預感應磁通與剩磁量相等，則鐵芯中的磁通不會突變，可讓變壓器不受沖擊的進入穩態過程。最佳相位的確定是選相投切技術的核心問題之一，而影響最佳合閘相位的主要因素包括斷路器的預擊穿和機械分散性，因此將相控技術應用于特高壓系統中時需要考慮斷路器性能參數對涌流的影響，解決相控技術與變壓器涌流的定量映射關系。

對于相控斷路器的制造廠商和用戶，在設備制造和使用之前評估控制效果是很有意義的。為了提高制造效率、降低能耗、提高產品質量，制造商需要根據不同用戶對涌流的要求及時調整開關性能參數。用戶也可以在已知開關特性參數的前提下，預測評估相控斷路器的現場效果，進而選擇合適的產品。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對特高壓變壓器選相合閘技術與變壓器涌流的關系建立特高壓變壓器勵磁涌流模型，以實現斷路器性能參數、剩磁與變壓器勵磁涌流的定量映射關系。

由于無法直接得到變壓器合閘勵磁涌流I與關合系數k、機械分散性3σ斷路器性能參數及變壓器剩磁φ_s之間的解析表達式，本發明提出一種可以表征以上關系的數學模型——自適應神經模糊推理系統(adaptive-network-based fuzzy inference system，ANFIS)。基于ANFIS建立一個三輸入雙規則Sugeno模糊模型，通過網格法生成模糊系統的規則和隸屬度函數。采用MATLAB軟件中的Mathworks和anfisedit完成所有模型的建立，以斷路器關合系數k、機械分散性3σ及變壓器剩磁φ_s作為輸入參數，以勵磁涌流I作為輸出參數，實現斷路器性能參數、剩磁與勵磁涌流的定量映射關系。

本發明的技術方案:

一種基于自適應神經模糊推理系統的特高壓變壓器勵磁涌流預測算法，步驟如下：

第一步：特高壓變壓器涌流模型的建立

第1層：將三個輸入變量模糊化，三個輸入變量分別為關合系數k、機械分散性3σ及變壓器剩磁φ_s，此層的輸入為實際負荷的樣本數據集，輸出為各輸入變量的隸屬度，輸出形式為：

其中：O₁₁表示第1層第1個節點的輸出；

O₁₂表示第1層第2個節點的輸出；

O₁₃表示第1層第3個節點的輸出；

O₁₄表示第1層第4個節點的輸出；

O₁₅表示第1層第5個節點的輸出；

O₁₆表示第1層第6個節點的輸出；