[發明專利]一種基于APDL語言的換流站閥廳金具數值仿真批量化建模仿真方法

有效

• 申請號: 201910698501.4
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110472318B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 孫幫新;胡蓉;黃昆;任成林;張雪波;岳國華;謝一鳴;杜志葉
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司;武漢大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種基于APDL語言的換流站閥廳金具數值仿真批量化建模仿真方法，其特征在于，包括：

步驟1，進行換流站閥廳金具數值仿真模型批量化建模，具體包括：

步驟1.1：建立APDL參數化子模型，基于ANSYS的APDL語言，以參數化的方式編寫各實體的子模型，具體包括以下定義：

(1)建立均壓環子模型：

a.定義均壓環中心點坐標、環徑、管徑、軸線傾斜角度等參數；

b.基于均壓環環徑、管徑等參數，在坐標原點建立相應的環狀實體；

c.將模型沿z軸旋轉，旋轉角度為預先定義的模型軸線與x軸的夾角參數；

d.將模型沿x軸旋轉，旋轉角度為預先定義的軸線在xz平面上的投影相對于y軸的夾角參數；

e.根據均壓環中心點坐標參數將模型平移至相應位置；

(2)建立屏蔽球子模型：

a.定義屏蔽球中心點坐標、球徑等參數；

b.基于球徑在坐標原點建立球形實體；基于中心點坐標將所建球形實體平移至相應位置；

(3)建立管母、絕緣支柱、套管軸對稱實體子模型：

a.定義直徑、長度、軸線端點坐標、軸線與x軸的夾角、軸線在xz平面上的投影相對于y軸的夾角；

b.基于直徑、長度等參數，在xy平面中繪制實體的1/2截面，使軸線底端與坐標原點重合；

c.將截面延軸線掃描一周生成3維模型；

d.將模型沿z軸旋轉，旋轉角度為預先定義的模型軸線與x軸的夾角參數；

e.將模型沿x軸旋轉，旋轉角度為預先定義的軸線在xz平面上的投影相對于y軸的夾角參數；

f.根據軸線端點坐標參數將模型平移至相應位置；

步驟1.2：模型數據收集，根據步驟1.1中建立的子模型，基于設計圖紙或實物，分別收集各典型金具建模的所需的各參數具體數值；包括：

(1)針對均壓環等環形實體，收集均壓環中心點坐標、環徑、管徑、軸線傾斜角度參數；

(2)針對屏蔽球等球形實體，收集屏蔽球中心點坐標、球徑參數；

(3)針對管母、絕緣支柱、套管軸對稱實體，收集直徑、長度、軸線端點坐標、軸線與x軸的夾角、軸線在xz平面上的投影相對于y軸的夾角；

(4)收集所要建立的各類型實體的數量；

步驟1.3：設備金具批量化建模，采用APDL語言，基于所搜集的數據定義數組，結合參數化建模子程序采用循環的方式對各類型金具進行批量建模；具體實現方法如下：

(1)根據環形、球形、管型金具設備的數量，分別定義相應大小的數值數組，儲存所需建立的實體坐標、尺寸參數；

(2)采用*do循環，分別循環調用三類金具設備的子模型，實現典型金具設備的參數化、批量化建模；

步驟1.4：模型整合、布爾操作及網格劃分，將無法采用參數化建模的非典型金具設備進行外部軟件建模，并通過保存為通用文件格式或通過軟件接口將非典型金具設備模型導入ANSYS中，與批量化建模的模型進行組合；在此基礎上進行布爾操作以及網格劃分；

步驟2，換流站閥廳金具數值仿真結果批量化后處理，具體步驟如下：

步驟2.1：參數設置，對于批量化后處理所需的參數進行設置，包括：

(1)對所需提取結果的金具設備指定組件名；

(2)設置最大場強限值，作為后續金具表面最大場強計算結果分析的判據；

步驟2.2：初始化，根據金具設備的數量預先定義儲存參數名的1維字符數組(組件名數組)，并將各金具設備的組件名稱儲存于該數組中；定義儲存最大場強及狀態標簽的2維數組數組(最大場強數組)，第一列用于儲存最大場強的數組，第二列用于儲存狀態標簽；

步驟2.3：批量化提取各設備金具電場計算結果，基于APDL語言，采用*do循環實現以下步驟：

(1)采用步驟2.2中定義的組件名數組選擇金具設備；

(2)提取所選金具設備在不同角度下的電場分布云圖，并輸出為圖片格式；

(3)將金具設備最大場強出現單元節點中電場值的平均值作為該金具的最大場強值，并儲存入金具設備表面最大場強的數組中；

(4)提取所選金具設備表面最大場強的數組，儲存于步驟2中定義的最大場強數組的第一列中；

步驟2.4：結果統計及分析，具體包括：

(1)循環對比最大場強數組中第1列的最大場強與預先設置的最大場強控制值；若數組中某一行中的最大場強超出最大場強控制值，則將相應行的狀態標簽置1；

(2)使用*write命令并排輸出組件名數組和最大場強數組至同一文本文件中，使各設備金具的組件名與相應的最大場強以及狀態標簽對應；

(3)統計最大場強數組中，狀態標簽為1的行數，作為最大場強超標金具的數量，輸出至文本文件中；并根據行數篩選出相應的組件名，輸出至同一文件中。