[發(fā)明專利]基于馬爾科夫預(yù)測(cè)的變壓器抗短路能力校核方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211455960.8
• 申請(qǐng)日: 2022-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116224143A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱慶東;朱孟兆;王浩哲;許偉;高志新;顧朝亮;王學(xué)磊;王建;朱文兵;伊鋒;邢海文;呂俊濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01R31/52
• 分類號(hào): G01R31/52;G01R31/62;G01R35/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

本發(fā)明屬于變壓器技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于馬爾科夫預(yù)測(cè)的變壓器抗短路能力校核方法及系統(tǒng)，本發(fā)明通過(guò)建立的變壓器有限元模型，進(jìn)行變壓器短路故障仿真，得到變壓器繞組變形的仿真數(shù)據(jù)，以仿真數(shù)據(jù)作為變壓器繞組變形預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，保證了模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)，在保證訓(xùn)練數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)馬爾科夫模型進(jìn)行訓(xùn)練得到的變壓器繞組變形預(yù)測(cè)模型，保證了預(yù)測(cè)精度；基于馬爾科夫建立的變壓器繞組變形預(yù)測(cè)模型可以提前對(duì)繞組形變量進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)校核變壓器的抗短路能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變壓器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于馬爾科夫預(yù)測(cè)的變壓器抗短路能力校核方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，主要承擔(dān)著電壓轉(zhuǎn)換和電能傳送的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電力的需求日益增長(zhǎng)，變壓器的需求會(huì)不斷增加，其正常穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電能的傳輸和安全使用起著決定性作用。如果變壓器出現(xiàn)故障，則會(huì)使電網(wǎng)無(wú)法正常穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而引發(fā)局部大規(guī)模停電的事故，因此確保變壓器正常穩(wěn)定運(yùn)行是有必要的。特別是電網(wǎng)里較大型的變壓器，具有單價(jià)高、不易運(yùn)輸和修復(fù)周期長(zhǎng)等因素，一旦損壞所帶來(lái)的影響將更加巨大。然而由于變壓器在工藝材料、設(shè)計(jì)制造、人為誤操作和自然環(huán)境等方面的原因，使得大型變壓器短路事故時(shí)有發(fā)生。

當(dāng)變壓器遭受短路情況時(shí)，繞組中的短路電流值將會(huì)急劇增大，進(jìn)一步產(chǎn)生巨大的電磁力，將會(huì)使變壓器繞組發(fā)生形變。在實(shí)際運(yùn)行中，如果變壓器發(fā)生多次短路故障，多次沖擊將會(huì)在變壓器繞組之間產(chǎn)生累積形變，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)使繞組發(fā)生彎曲甚至斷裂。因此，能夠提前預(yù)測(cè)繞組的形變量，進(jìn)而校核變壓器的抗短路能力對(duì)提高電力系統(tǒng)安全可靠性具有重大意義。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用訓(xùn)練后的預(yù)測(cè)模型對(duì)變壓器故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組變形的預(yù)測(cè)，但是，變壓器故障數(shù)據(jù)的缺乏使得預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)不能得到滿足，影響預(yù)測(cè)模型在變壓器故障預(yù)測(cè)中的應(yīng)用，且現(xiàn)有的變壓器故障預(yù)測(cè)模型還不能實(shí)現(xiàn)對(duì)繞組形變量的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種基于馬爾科夫預(yù)測(cè)的變壓器抗短路能力校核方法及系統(tǒng)，本發(fā)明為了能夠?qū)ψ儔浩鞯目苟搪纺芰M(jìn)行校核評(píng)估，設(shè)計(jì)了一種基于馬爾科夫預(yù)測(cè)的變壓器抗短路能力校核方法，可以提前對(duì)繞組形變量進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而校核變壓器的抗短路能力，能夠?qū)收线M(jìn)行提前預(yù)警。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明提供了一種基于馬爾科夫預(yù)測(cè)的變壓器抗短路能力校核方法，包括：

依據(jù)變壓器的有限元模型，進(jìn)行變壓器短路故障仿真，得到變壓器繞組變形的仿真數(shù)據(jù)；

利用變壓器繞組變形的仿真數(shù)據(jù)對(duì)馬爾科夫模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到變壓器繞組變形預(yù)測(cè)模型；

基于變壓器的實(shí)際數(shù)據(jù)，利用所述變壓器繞組變形預(yù)測(cè)模型，得到變壓器繞組變形預(yù)測(cè)結(jié)果；

根據(jù)變壓器繞組變形預(yù)測(cè)結(jié)果，對(duì)變壓器抗短路能力進(jìn)行校核。

進(jìn)一步的，建立磁場(chǎng)和結(jié)構(gòu)場(chǎng)的變壓器繞組多場(chǎng)耦合模型。

進(jìn)一步的，變壓器繞組多場(chǎng)耦合模型搭建過(guò)程中，忽略變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)件對(duì)變壓器漏磁場(chǎng)分布的影響以及位移電流。

進(jìn)一步的，多次施加連續(xù)且大小相同的沖擊電流，得到變壓器繞組上短路電動(dòng)力的分布和大小，將短路電動(dòng)力作為結(jié)構(gòu)場(chǎng)的施加載荷，得到變壓器繞組累積形變的大小，每次計(jì)算時(shí)，將上一次的計(jì)算結(jié)果作為下一次計(jì)算時(shí)的初始狀態(tài)。

進(jìn)一步的，利用馬爾科夫模型預(yù)測(cè)在短路電流作用下的變壓器繞組的形變趨勢(shì).

進(jìn)一步的，變壓器繞組變形量預(yù)測(cè)值為：