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

背景技術(shù)：

在氣體絕緣開關(guān)(gasinsulatedswitchgear，gis)設(shè)備中，隔離開關(guān)操作產(chǎn)生特快速瞬態(tài)過電壓(veryfasttransientovervoltage，vfto)，對gis設(shè)備、外部連接設(shè)備以及二次設(shè)備的安全運(yùn)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(dāng)前，對vfto的抑制方法主要有在隔離開關(guān)中加裝并聯(lián)電阻、采用慢速操動的隔離開關(guān)、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(jì)算過程中波阻抗的改變，無法采用標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行建模的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)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(shè)備用阻尼母線的寬頻模型的方法和系統(tǒng)。

所述建立gis設(shè)備用阻尼母線的寬頻模型的方法包括：

測量所述gis設(shè)備用阻尼母線的頻變參數(shù)。優(yōu)選地，測量gis設(shè)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(jì)算阻尼母線的頻變參數(shù)。

基于所述gis設(shè)備用阻尼母線的頻變參數(shù)繪制導(dǎo)納特性曲線。

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

優(yōu)選地，所述gis設(shè)備用阻尼母線是導(dǎo)電螺旋管，所述螺旋管的螺旋槽間隔距離相等，且所述每個(gè)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(dǎo)納特性曲線的每個(gè)局部峰值點(diǎn)的參數(shù)得到每個(gè)rlcg支路的元件的參數(shù)值包括：

設(shè)置fmax為局部峰值點(diǎn)處對應(yīng)的頻率，ymax為局部峰值點(diǎn)處的導(dǎo)納值；

由fmax和ymax計(jì)算該rlcg支路的電阻rk、電感l(wèi)k、電容ck和電導(dǎo)gk，推導(dǎo)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(jì)算，確定等效電路模型中每個(gè)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(jì)算，確定等效電路模型中的每個(gè)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(shè)定最大遺傳次數(shù)，并且設(shè)定遺傳次數(shù)初始值等于0；

步驟2、將每個(gè)rlcg支路作為原始初始個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)體組成新的初始種群，所選擇的個(gè)體的數(shù)目與原始初始個(gè)體的數(shù)目相同，當(dāng)實(shí)際遺傳次數(shù)不等于設(shè)定的最大遺傳次數(shù)時(shí)，以新的初始種群作為原始初始種群，重復(fù)步驟3和步驟4；

步驟5、當(dāng)實(shí)際遺傳次數(shù)等于設(shè)定的最大遺傳次數(shù)時(shí)，確定每個(gè)個(gè)體的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型。

對最優(yōu)電路模型進(jìn)行掃頻仿真，將掃頻結(jié)果與實(shí)際測量結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證最優(yōu)電路模型的準(zhǔn)確性，將符合準(zhǔn)確性要求的最優(yōu)電路模型確定為gis設(shè)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(shè)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(shè)備用阻尼母線的頻變參數(shù)。

所述測量裝置測量gis設(shè)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(jì)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(shè)備用阻尼母線的頻變參數(shù)繪制導(dǎo)納特性曲線。

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

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

設(shè)置fmax為局部峰值點(diǎn)處對應(yīng)的頻率，ymax為局部峰值點(diǎn)處的導(dǎo)納值；由fmax和ymax計(jì)算該rlcg支路的電阻rk、電感l(wèi)k、電容ck和電導(dǎo)gk，推導(dǎo)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(jì)算，確定等效電路模型中每個(gè)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(jì)算，確定等效電路模型中的每個(gè)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(shè)定最大遺傳次數(shù)，并且設(shè)定遺傳次數(shù)初始值等于0；

步驟2、將每個(gè)rlcg支路作為原始初始個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)體組成新的初始種群，所選擇的個(gè)體的數(shù)目與原始初始個(gè)體的數(shù)目相同，當(dāng)實(shí)際遺傳次數(shù)不等于設(shè)定的最大遺傳次數(shù)時(shí)，以新的初始種群作為原始初始種群，重復(fù)步驟3和步驟4；

步驟5、當(dāng)遺傳次數(shù)等于最大遺傳次數(shù)時(shí)，確定每個(gè)個(gè)體的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路網(wǎng)絡(luò)模型。

電路模型驗(yàn)證裝置，其用于對最優(yōu)電路模型進(jìn)行掃頻仿真，將掃頻結(jié)果與實(shí)際測量結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證最優(yōu)電路模型的準(zhǔn)確性，將符合最優(yōu)電路模型的準(zhǔn)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(guān)設(shè)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(guān)設(shè)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(shè)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(shí)施方式：

圖1是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的gis設(shè)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(shí)施方式的gis設(shè)備用阻尼母線剖面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的建立gis設(shè)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(shí)施方式的測量gis設(shè)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(shí)施方式的導(dǎo)納特性曲線圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的等效電路模型圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的遺傳計(jì)算流程圖；以及

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

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來實(shí)施，并且不局限于此處描述的實(shí)施例，提供這些實(shí)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(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。對于表示在附圖中的示例性實(shí)施方式中的術(shù)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(biāo)記。

除非另有說明，此處使用的術(shù)語(包括科技術(shù)語)對所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)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(shù)語，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語境具有一致的含義，而不應(yīng)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(shí)施方式的gis設(shè)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(shí)施方式的gis設(shè)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(shè)備用阻尼母線是導(dǎo)電螺旋管，所述螺旋管的螺旋槽間隔距離相等，且所述每個(gè)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(shí)施方式的建立gis設(shè)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(shè)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(shè)備用阻尼母線的頻變參數(shù)。

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

在步驟s303，基于導(dǎo)納特性曲線的每個(gè)局部峰值點(diǎn)的參數(shù)得到每個(gè)電阻電感電容電導(dǎo)rlcg支路的元件的參數(shù)值，并利用圖像法將所述rlcg支路進(jìn)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(jì)算，確定等效電路模型中每個(gè)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(jìn)行掃頻仿真，將掃頻結(jié)果與實(shí)際測量結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證最優(yōu)電路模型的準(zhǔn)確性以確定gis設(shè)備用阻尼母線的寬頻模型。

圖4是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的測量gis設(shè)備用阻尼母線頻變參數(shù)原理圖。如圖4所示，測量gis設(shè)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(shè)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(jì)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(shí)施方式的導(dǎo)納特性曲線圖。如圖5所示，本具體實(shí)施方式中的導(dǎo)納特性曲線有4個(gè)局部峰值點(diǎn)，fmax為局部峰值點(diǎn)處對應(yīng)的頻率，ymax為局部峰值點(diǎn)處的導(dǎo)納值。

優(yōu)選地，基于導(dǎo)納特性曲線的每個(gè)局部峰值點(diǎn)的參數(shù)得到每個(gè)rlcg支路的元件的參數(shù)值是指由fmax和ymax計(jì)算該rlcg支路的電阻rk、電感l(wèi)k、電容ck和電導(dǎo)gk，推導(dǎo)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(gè)rlcg電路的參數(shù)值計(jì)算出來后，將各個(gè)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(shí)施方式的等效電路模型圖。如圖6所示，本圖中是n個(gè)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(shí)施方式的遺傳計(jì)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(jì)算，確定等效電路模型中的n個(gè)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(shè)定最大遺傳次數(shù)，并且設(shè)定遺傳次數(shù)初始值等于0；

在步驟s702，將n個(gè)rlcg支路作為原始初始個(gè)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(gè)體之間的雜交和變異產(chǎn)生有n個(gè)個(gè)體的新種群，當(dāng)實(shí)際遺傳次數(shù)不等于設(shè)定的最大遺傳次數(shù)時(shí)，以新的初始種群作為原始初始種群，重復(fù)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(gè)最優(yōu)的個(gè)體組成新的初始種群，當(dāng)實(shí)際遺傳次數(shù)不等于設(shè)定的最大遺傳次數(shù)時(shí)，以新的初始種群作為原始初始種群，重復(fù)步驟3和步驟4；

在步驟s705，當(dāng)實(shí)際遺傳次數(shù)等于設(shè)定的最大遺傳次數(shù)時(shí)，確定每個(gè)個(gè)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(shè)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(shí)施方式的建立gis設(shè)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(shè)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(shè)備用阻尼母線的頻變參數(shù)繪制導(dǎo)納特性曲線。

等效電路模型建立裝置803，其用于基于導(dǎo)納特性曲線的每個(gè)局部峰值點(diǎn)的參數(shù)得到每個(gè)rlcg支路的元件的參數(shù)值，并利用圖像法將所述rlcg支路進(jìn)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(jì)算，確定等效電路模型中每個(gè)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(yàn)證裝置805，其用于對最優(yōu)電路模型進(jìn)行掃頻仿真，將掃頻結(jié)果與實(shí)際測量結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證最優(yōu)電路模型的準(zhǔn)確性，將符合準(zhǔn)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(shí)施方式的測量gis設(shè)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(shè)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(shè)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(jì)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(shí)施方式的導(dǎo)納特性曲線圖。如圖5所示，本具體實(shí)施方式中的導(dǎo)納特性曲線有4個(gè)局部峰值點(diǎn)，fmax為局部峰值點(diǎn)處對應(yīng)的頻率，ymax為局部峰值點(diǎn)處的導(dǎo)納值。

等效電路模型建立裝置803基于導(dǎo)納特性曲線的每個(gè)局部峰值點(diǎn)的參數(shù)得到每個(gè)rlcg支路的元件的參數(shù)值是指由fmax和ymax計(jì)算該rlcg支路的電阻rk、電感l(wèi)k、電容ck和電導(dǎo)gk，推導(dǎo)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(gè)rlcg電路的參數(shù)值計(jì)算出來后，將各個(gè)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(shí)施方式的等效電路模型圖。如圖6所示，本圖中是n個(gè)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(shí)施方式的遺傳計(jì)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(jì)算，確定等效電路模型中的n個(gè)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(shè)定最大遺傳次數(shù)，并且設(shè)定遺傳次數(shù)初始值等于0；

在步驟s702，將n個(gè)rlcg支路作為原始初始個(gè)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(gè)體之間的雜交和變異產(chǎn)生有n個(gè)個(gè)體的新種群，當(dāng)實(shí)際遺傳次數(shù)不等于設(shè)定的最大遺傳次數(shù)時(shí)，以新的初始種群作為原始初始種群，重復(fù)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(gè)最優(yōu)的個(gè)體組成新的初始種群，當(dāng)實(shí)際遺傳次數(shù)不等于設(shè)定的最大遺傳次數(shù)時(shí)，以新的初始種群作為原始初始種群，重復(fù)步驟3和步驟4；

在步驟s705，當(dāng)實(shí)際遺傳次數(shù)等于設(shè)定的最大遺傳次數(shù)時(shí)，確定每個(gè)個(gè)體的最優(yōu)值，得到最優(yōu)電路模型。

已經(jīng)通過上述實(shí)施方式描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)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(shí)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(shù)語都根據(jù)他們在技術(shù)領(lǐng)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(gè)/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(gè)實(shí)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(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說明。