[發(fā)明專利]一種基于粒子群算法的變壓器剩磁評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010664958.6
• 申請(qǐng)日: 2020-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112131778A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李津;吳剛;馬慧卓;劉洋;季經(jīng)緯;張俊輝;張康;喬新行;陳星宇;周光珍;郭田岸;王成利;粟忠來(lái)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司雄安新區(qū)供電公司;河北雄安許繼電科綜合能源技術(shù)有限公司;許繼集團(tuán)有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06N3/00;G01R33/14;G01R33/12
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 朱曉娟

本發(fā)明涉及一種基于粒子群算法的變壓器剩磁評(píng)估方法，通過(guò)構(gòu)建鐵心靜態(tài)磁滯模型，得到以磁通密度為輸入變量，以磁場(chǎng)強(qiáng)度為輸出的鐵心靜態(tài)磁滯模型；然后構(gòu)建鐵心動(dòng)態(tài)磁滯模型，得到含有渦流損耗、異常損耗的鐵心動(dòng)態(tài)磁滯模型磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算方法，最后采用粒子群算法求解所建立模型。通過(guò)本發(fā)明提供的上述評(píng)估方法能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器的剩磁評(píng)估，解決傳統(tǒng)方法難以準(zhǔn)確評(píng)估變壓器剩磁的問(wèn)題，電力公司能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)中變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，抑制變壓器勵(lì)磁涌流的發(fā)生，提升變壓器運(yùn)行安全性，從而提升電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性，以及提升配電網(wǎng)供電可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變壓器剩磁評(píng)估方法，尤其涉及一種基于粒子群算法的變壓器剩磁評(píng)估方法，屬于變電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

變壓器是基于電磁感應(yīng)原理的一種靜止電器，用于低電壓轉(zhuǎn)高電壓、高電壓轉(zhuǎn)低電壓以及隔離交流電源，是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備。變壓器的正常工作直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)變壓器由于故障造成損壞，其檢修難度大、檢修周期長(zhǎng)，不但影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。變壓器在其合閘投入運(yùn)行再分閘切出的過(guò)程中，由于鐵磁材料的磁滯特性，在鐵心中會(huì)殘留一定的磁通，該殘留磁通稱為鐵心的剩磁。此外，變壓器進(jìn)行各種試驗(yàn)操作后也會(huì)在鐵心中殘留剩磁。而變壓器的空載投入或外部故障切除后再重新恢復(fù)電壓在電力系統(tǒng)運(yùn)行中屬于常見(jiàn)的操作方式，由于鐵心剩磁及合閘偏磁的共同作用，使鐵心內(nèi)半周飽和，進(jìn)而導(dǎo)致勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生，影響著電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。因此，針對(duì)變壓器剩磁的測(cè)量、計(jì)算、估測(cè)和抑制非常重要，具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)變壓器的剩磁評(píng)估方法的研究已經(jīng)具有一定基礎(chǔ)。經(jīng)驗(yàn)估算方法能夠?yàn)樽儔浩鲝S家進(jìn)行出廠變壓器試驗(yàn)提供參考，但該方法不能獲得準(zhǔn)確的剩磁數(shù)值；直接測(cè)量方法能夠采用高斯計(jì)測(cè)量剩磁，但該方法僅能測(cè)試鐵磁性材料表面磁特性，結(jié)果并不準(zhǔn)確；間接測(cè)量方法通過(guò)變壓器通電實(shí)驗(yàn)得到勵(lì)磁涌流的峰值，并根據(jù)該峰值得到剩磁的數(shù)值，但僅能通過(guò)預(yù)先實(shí)驗(yàn)獲得剩磁數(shù)值，不能應(yīng)用于實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中；預(yù)充磁和退磁方法在于通過(guò)給鐵心加入外部電源使其從原有剩磁值激勵(lì)為已知剩磁，隨后在該己知剩磁基礎(chǔ)上進(jìn)行選相合閘操作抑制勵(lì)磁涌流，但針對(duì)大型變壓器預(yù)充磁方法所需設(shè)備價(jià)格高昂，同時(shí)需要較大電流產(chǎn)生磁通，該大電流勢(shì)必會(huì)對(duì)變壓器本身造成影響；電壓積分方法通過(guò)記錄變壓器分閘時(shí)刻的電壓值獲得剩磁數(shù)值，但該方法獲得的剩磁數(shù)值并不準(zhǔn)確，尤其是電壓較小時(shí)的會(huì)引入噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于粒子群算法的變壓器剩磁評(píng)估方法，以解決傳統(tǒng)方法難以準(zhǔn)確評(píng)估變壓器剩磁的問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)中變壓器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，抑制變壓器勵(lì)磁涌流的發(fā)生，提升變壓器運(yùn)行安全性，從而達(dá)到提升電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性，以及提升配電網(wǎng)供電可靠性的技術(shù)效果。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種基于粒子群算法的變壓器剩磁評(píng)估方法，包括如下步驟：

(1)構(gòu)建鐵心靜態(tài)磁滯模型，得到以磁通密度為輸入變量，以磁場(chǎng)強(qiáng)度為輸出的鐵心靜態(tài)磁滯模型；

(2)構(gòu)建鐵心動(dòng)態(tài)磁滯模型，得到含有渦流損耗、異常損耗的鐵心動(dòng)態(tài)磁滯模型磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算方法；

(3)采用粒子群算法求解所述步驟(1)和步驟(2)中所述鐵心靜態(tài)磁滯模型和所述鐵心動(dòng)態(tài)磁滯模型，利用適應(yīng)度值進(jìn)行不同磁通模型的參數(shù)識(shí)別。

進(jìn)一步的，所述步驟(1)中所述鐵心靜態(tài)磁滯模型具體通過(guò)如下方式得到：

根據(jù)含有dM/dB的微分方程：