本發(fā)明涉及輸變電技術領域，并且更具體地，涉及一種建立氣體絕緣開關設備用阻尼母線的寬頻模型的方法和系統(tǒng)。

背景技術：

在氣體絕緣開關(gasinsulatedswitchgear，gis)設備中，隔離開關操作產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓(veryfasttransientovervoltage，vfto)，對gis設備、外部連接設備以及二次設備的安全運行有重要影響，且隨電壓等級的提高，這種影響越來越顯著，在特高壓系統(tǒng)中尤為突出。

當前，對vfto的抑制方法主要有在隔離開關中加裝并聯(lián)電阻、采用慢速操動的隔離開關、加裝磁環(huán)以及增加阻尼母線等。在增加阻尼母線抑制vfto的方法里，存在由于在暫態(tài)計算過程中波阻抗的改變，無法采用標準模型進行建模的問題。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決背景技術存在的上述問題，本發(fā)明提出一種通過測量阻尼母線頻變參數(shù)，并利用圖像法結(jié)合遺傳算法的方法建立gis設備用阻尼母線的寬頻模型的方法和系統(tǒng)。

所述建立gis設備用阻尼母線的寬頻模型的方法包括：

測量所述gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)。優(yōu)選地，測量gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)的方法包括：將所述阻尼母線放置于gis管道內(nèi)，兩端采用盆式絕緣子固定，對阻尼母線兩端施加頻率50hz至120mhz的變頻電壓采用寬頻電流傳感器測量通過阻尼母線的電流根據(jù)計算阻尼母線的頻變參數(shù)。

基于所述gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)繪制導納特性曲線。

基于導納特性曲線的每個局部峰值點的參數(shù)得到每個電阻電感電容電導rlcg支路的元件的參數(shù)值，并利用圖像法將所述rlcg支路進行疊加得到等效電路模型。

優(yōu)選地，所述gis設備用阻尼母線是導電螺旋管，所述螺旋管的螺旋槽間隔距離相等，且所述每個螺旋槽兩端并聯(lián)阻尼電阻，所述阻尼電阻在螺旋管中等距離地串聯(lián)在一起，并通過嵌件或彈簧片與螺旋管電氣連接。

優(yōu)選地，基于導納特性曲線的每個局部峰值點的參數(shù)得到每個rlcg支路的元件的參數(shù)值包括：

設置fmax為局部峰值點處對應的頻率，ymax為局部峰值點處的導納值；

由fmax和ymax計算該rlcg支路的電阻rk、電感l(wèi)k、電容ck和電導gk，推導公式如下：

ak″＝2π×fmax

-ak′＝ak″/100

ck′＝-ak″/ak′×ck″

rk＝(-2a'k+2(c'ka'k+c″ka″k)lk)lk

gk＝-2(c'ka'k+c″ka″k)cklk。

利用遺傳算法的交叉與變異的多次迭代計算，確定等效電路模型中每個rlcg支路的元件的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型。

優(yōu)選地，利用遺傳算法的交叉與變異的多次迭代計算，確定等效電路模型中的每個rlcg支路的元件的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型包括：

步驟1、設定最大遺傳次數(shù)，并且設定遺傳次數(shù)初始值等于0；

步驟2、將每個rlcg支路作為原始初始個體，將所有rlcg支路作為原始初始種群；

步驟3、通過原始初始種群中的原始初始個體之間的雜交和變異產(chǎn)生與原始初始種群的原始初始個體數(shù)目相同的新種群；

步驟4、在新種群和原始初始種群組成的種群中選擇最優(yōu)的個體組成新的初始種群，所選擇的個體的數(shù)目與原始初始個體的數(shù)目相同，當實際遺傳次數(shù)不等于設定的最大遺傳次數(shù)時，以新的初始種群作為原始初始種群，重復步驟3和步驟4；

步驟5、當實際遺傳次數(shù)等于設定的最大遺傳次數(shù)時，確定每個個體的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型。

對最優(yōu)電路模型進行掃頻仿真，將掃頻結(jié)果與實際測量結(jié)果進行對比，驗證最優(yōu)電路模型的準確性，將符合準確性要求的最優(yōu)電路模型確定為gis設備用阻尼母線的寬頻模型。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還涉及一種建立gis設備用阻尼母線的寬頻模型的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

測量裝置，其用于測量gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)。

所述測量裝置測量gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)的方法包括：將阻尼母線放置于gis管道內(nèi)，兩端采用盆式絕緣子固定，對阻尼母線兩端施加頻率50hz至120mhz的變頻電壓采用寬頻電流傳感器測量通過阻尼母線的電流根據(jù)計算阻尼母線的頻變參數(shù)。

曲線繪制裝置，其用于基于測量的gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)繪制導納特性曲線。

等效電路模型建立裝置，其用于基于導納特性曲線的每個局部峰值點的參數(shù)得到每個rlcg支路的元件的參數(shù)值，并利用圖像法將所述rlcg支路進行疊加得到等效電路模型。

等效電路模型建立裝置基于導納特性曲線的每個局部峰值點的參數(shù)得到每個rlcg支路的元件的參數(shù)值包括：

設置fmax為局部峰值點處對應的頻率，ymax為局部峰值點處的導納值；由fmax和ymax計算該rlcg支路的電阻rk、電感l(wèi)k、電容ck和電導gk，推導公式如下：

ak″＝2π×fmax

-ak′＝ak″/100

ck′＝-ak″/ak′×ck″

rk＝(-2a'k+2(c'ka'k+c″ka″k)lk)lk

gk＝-2(c'ka'k+c″ka″k)cklk。

最優(yōu)電路模型確定裝置，其用于利用遺傳算法的交叉與變異的多次迭代計算，確定等效電路模型中每個rlcg支路的元件的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型。

優(yōu)選地，最優(yōu)電路模型確定裝置利用遺傳算法的交叉與變異的多次迭代計算，確定等效電路模型中的每個rlcg支路的元件的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型包括：

步驟1、設定最大遺傳次數(shù)，并且設定遺傳次數(shù)初始值等于0；

步驟2、將每個rlcg支路作為原始初始個體，將所有rlcg支路作為原始初始種群；

步驟3、通過原始初始種群中的原始初始個體之間的雜交和變異產(chǎn)生與原始初始種群的原始初始個體數(shù)目相同的新種群；

步驟4、在新種群和原始初始種群組成的種群中選擇最優(yōu)的個體組成新的初始種群，所選擇的個體的數(shù)目與原始初始個體的數(shù)目相同，當實際遺傳次數(shù)不等于設定的最大遺傳次數(shù)時，以新的初始種群作為原始初始種群，重復步驟3和步驟4；

步驟5、當遺傳次數(shù)等于最大遺傳次數(shù)時，確定每個個體的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路網(wǎng)絡模型。

電路模型驗證裝置，其用于對最優(yōu)電路模型進行掃頻仿真，將掃頻結(jié)果與實際測量結(jié)果進行對比，驗證最優(yōu)電路模型的準確性，將符合最優(yōu)電路模型的準確性要求的最優(yōu)電路模型確定為寬頻模型。

綜上所述，通過本發(fā)明提供的建立氣體絕緣開關設備用阻尼母線的寬頻模型的方法和系統(tǒng)，能夠有效地建立氣體絕緣開關設備用阻尼母線的寬頻模型，從而為在阻尼母線中如何有效分布電阻，設置電阻值以增加抵制vfto提供了有效參考依據(jù)。

附圖說明

通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實施方式：

圖1是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的gis設備用阻尼母線表面結(jié)構(gòu)圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的gis設備用阻尼母線剖面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的建立gis設備用阻尼母線寬頻模型的方法的流程圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的測量gis設備用阻尼母線頻變參數(shù)原理圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的導納特性曲線圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的等效電路模型圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的遺傳計算流程圖；以及

圖8是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的建立gis設備用阻尼母線寬頻模型的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來實施，并且不局限于此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本發(fā)明，并且向所屬技術領域的技術人員充分傳達本發(fā)明的范圍。對于表示在附圖中的示例性實施方式中的術語并不是對本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標記。

除非另有說明，此處使用的術語(包括科技術語)對所屬技術領域的技術人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術語，應當被理解為與其相關領域的語境具有一致的含義，而不應該被理解為理想化的或過于正式的意義。

圖1是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的gis設備用阻尼母線表面結(jié)構(gòu)圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的gis設備用阻尼母線剖面圖。結(jié)合圖1和圖2所示，本發(fā)明中所述gis設備用阻尼母線是導電螺旋管，所述螺旋管的螺旋槽間隔距離相等，且所述每個螺旋槽兩端并聯(lián)阻尼電阻，所述阻尼電阻在螺旋管中等距離地串聯(lián)在一起，并通過嵌件或彈簧片與螺旋管電氣連接。

圖3是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的建立gis設備用阻尼母線寬頻模型的方法的流程圖。如圖3所示，所述建立gis設備用阻尼母線的寬頻模型的方法300從步驟s301開始。

在步驟s301，測量所述gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)。

在步驟s302，基于所述gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)繪制導納特性曲線。

在步驟s303，基于導納特性曲線的每個局部峰值點的參數(shù)得到每個電阻電感電容電導rlcg支路的元件的參數(shù)值，并利用圖像法將所述rlcg支路進行疊加得到等效電路模型。

在步驟s304，利用遺傳算法的交叉與變異的多次迭代計算，確定等效電路模型中每個rlcg支路的元件的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型。

在步驟s305，對最優(yōu)電路模型進行掃頻仿真，將掃頻結(jié)果與實際測量結(jié)果進行對比，驗證最優(yōu)電路模型的準確性以確定gis設備用阻尼母線的寬頻模型。

圖4是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的測量gis設備用阻尼母線頻變參數(shù)原理圖。如圖4所示，測量gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)的方法包括：將所述阻尼母線401放置于gis設備406的管道內(nèi)，兩端采用盆式絕緣子402固定，利用變頻電源404對阻尼母線401兩端施加頻率50hz至120mhz的變頻電壓采用寬頻電流傳感器405測量通過阻尼母線401的電流根據(jù)計算阻尼母線401的頻變參數(shù)。

圖5是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的導納特性曲線圖。如圖5所示，本具體實施方式中的導納特性曲線有4個局部峰值點，fmax為局部峰值點處對應的頻率，ymax為局部峰值點處的導納值。

優(yōu)選地，基于導納特性曲線的每個局部峰值點的參數(shù)得到每個rlcg支路的元件的參數(shù)值是指由fmax和ymax計算該rlcg支路的電阻rk、電感l(wèi)k、電容ck和電導gk，推導公式如下：

ak″＝2π×fmax

-ak′＝ak″/100

ck′＝-ak″/ak′×ck″

rk＝(-2a'k+2(c'ka'k+c″ka″k)lk)lk

gk＝-2(c'ka'k+c″ka″k)cklk。

將每個rlcg電路的參數(shù)值計算出來后，將各個支路并聯(lián)即可得到等效電路模型。圖6是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的等效電路模型圖。如圖6所示，本圖中是n個rlcg支路并聯(lián)而形成的等效電路模型。

圖7是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的遺傳計算流程圖。如圖7所示，利用遺傳算法的交叉與變異的多次迭代計算，確定等效電路模型中的n個rlcg支路的元件的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型從步驟s701開始。

在步驟s701，設定最大遺傳次數(shù)，并且設定遺傳次數(shù)初始值等于0；

在步驟s702，將n個rlcg支路作為原始初始個體，將所有rlcg支路作為原始初始種群n；

在步驟s703，通過原始初始種群n中的原始初始個體之間的雜交和變異產(chǎn)生有n個個體的新種群，當實際遺傳次數(shù)不等于設定的最大遺傳次數(shù)時，以新的初始種群作為原始初始種群，重復步驟3和步驟4；

在步驟s704，在新種群和原始初始種群組成的種群中選擇n個最優(yōu)的個體組成新的初始種群，當實際遺傳次數(shù)不等于設定的最大遺傳次數(shù)時，以新的初始種群作為原始初始種群，重復步驟3和步驟4；

在步驟s705，當實際遺傳次數(shù)等于設定的最大遺傳次數(shù)時，確定每個個體的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還涉及一種建立gis設備用阻尼母線的寬頻模型的系統(tǒng)。圖8是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的建立gis設備用阻尼母線寬頻模型的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖8所示，所述系統(tǒng)800包括：

測量裝置801，其用于測量gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)。

曲線繪制裝置802，其用于基于測量的gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)繪制導納特性曲線。

等效電路模型建立裝置803，其用于基于導納特性曲線的每個局部峰值點的參數(shù)得到每個rlcg支路的元件的參數(shù)值，并利用圖像法將所述rlcg支路進行疊加得到等效電路模型。

最優(yōu)電路模型確定裝置804，其用于利用遺傳算法的交叉與變異的多次迭代計算，確定等效電路模型中每個rlcg支路的元件的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型。

電路模型驗證裝置805，其用于對最優(yōu)電路模型進行掃頻仿真，將掃頻結(jié)果與實際測量結(jié)果進行對比，驗證最優(yōu)電路模型的準確性，將符合準確性要求的最優(yōu)電路模型確定為寬頻模型。

圖4是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的測量gis設備用阻尼母線頻變參數(shù)原理圖。如圖4所示，測量裝置801測量gis設備用阻尼母線的頻變參數(shù)的方法包括：將所述阻尼母線401放置于gis設備406的管道內(nèi)，兩端采用盆式絕緣子402固定，利用變頻電源404對阻尼母線401兩端施加頻率50hz至120mhz的變頻電壓采用寬頻電流傳感器405測量通過阻尼母線401的電流根據(jù)計算阻尼母線401的頻變參數(shù)。

圖5是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的導納特性曲線圖。如圖5所示，本具體實施方式中的導納特性曲線有4個局部峰值點，fmax為局部峰值點處對應的頻率，ymax為局部峰值點處的導納值。

等效電路模型建立裝置803基于導納特性曲線的每個局部峰值點的參數(shù)得到每個rlcg支路的元件的參數(shù)值是指由fmax和ymax計算該rlcg支路的電阻rk、電感l(wèi)k、電容ck和電導gk，推導公式如下：

ak″＝2π×fmax

-ak′＝ak″/100

ck′＝-ak″/ak′×ck″

rk＝(-2a'k+2(c'ka'k+c″ka″k)lk)lk

gk＝-2(c'ka'k+c″ka″k)cklk。

將每個rlcg電路的參數(shù)值計算出來后，將各個支路并聯(lián)即可在等效電路模型建立裝置803中得到等效電路模型。圖6是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的等效電路模型圖。如圖6所示，本圖中是n個rlcg支路并聯(lián)而形成的等效電路模型。

圖7是根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的遺傳計算流程圖。如圖7所示，最優(yōu)電路模型確定裝置804利用遺傳算法的交叉與變異的多次迭代計算，確定等效電路模型中的n個rlcg支路的元件的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型從步驟s701開始。

在步驟s701，設定最大遺傳次數(shù)，并且設定遺傳次數(shù)初始值等于0；

在步驟s702，將n個rlcg支路作為原始初始個體，將所有rlcg支路作為原始初始種群n；

在步驟s703，通過原始初始種群n中的原始初始個體之間的雜交和變異產(chǎn)生有n個個體的新種群，當實際遺傳次數(shù)不等于設定的最大遺傳次數(shù)時，以新的初始種群作為原始初始種群，重復步驟3和步驟4；

在步驟s704，在新種群和原始初始種群組成的種群中選擇n個最優(yōu)的個體組成新的初始種群，當實際遺傳次數(shù)不等于設定的最大遺傳次數(shù)時，以新的初始種群作為原始初始種群，重復步驟3和步驟4；

在步驟s705，當實際遺傳次數(shù)等于設定的最大遺傳次數(shù)時，確定每個個體的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型。

已經(jīng)通過上述實施方式描述了本發(fā)明。然而，本領域技術人員所公知的，正如附帶的專利權(quán)利要求所限定的，除了本發(fā)明以上公開的其他的實施例等同地落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術語都根據(jù)他們在技術領域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個/所述/該【裝置、組件等】”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個實例，除非另外明確地說明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準確的順序運行，除非明確地說明。