[发明专利]用于非晶合金干式变压器节能节材优化设计系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于非晶合金干式变压器节能节材优化设计系统及方法，系统包括非晶合金干式变压器优化设计系统主界面参数设定模块、非晶合金干式变压器优化设计系统产品运行参数输入模块、非晶合金干式变压器优化设计系统改进的NSGA‑II优化算法参数与优化变量参数上界与下界设定模块、非晶合金干式变压器优化设计系统改进的NSGA‑II算法优化处理模块及非晶合金干式变压器优化设计系统输出优化结果模块；方法包括：通过人工设计获取非晶合金干式变压器初始设计方案；与传统的变压器设计方法相比，该优化系统操作简单、自动化程度高与设计周期短，能有效的降低非晶合金干式变压器制造成本，显著改善其损耗性能，对非晶合金干式变压器的推广具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种于非晶合金变压器优化设计技术领域，具体涉及一种用于非晶合金干式变压器节能节材优化设计系统及方法。

背景技术

新基建对电力的需求不断增长，在电力生产过程中，常常伴随着大量的温室气体、粉尘等污染物，对环境造成了极大的污染。在我国电能损耗中，配电网中的电能损耗大约占全网损耗的70%左右。在配电网中，存在长期轻载或空载的配电变压器，它们的空载损耗占据了配电网中大部分的损耗。因此，降低变压器的空载损耗可以带来巨大的节能和环保效益。

随着节能减排与绿色环保理念的普及，低空载损耗的非晶合金铁心变压器得到了愈来愈多的关注与应用。相较于传统的硅钢片铁心变压器，非晶合金铁心变压器在节能方面具有较大的优势。与硅钢片铁心变压器相比，非晶合金铁心变压器空载损耗下降70%~80%，空载电流下降80%左右，是目前节能效果较理想的配电变压器。但是，与传统的硅钢片铁心相比，非晶合金铁心的制造工艺更难、材料用量更多，这就使得非晶合金铁心变压器的价格比传统硅钢片铁心变压器要高。因此，需对非晶合金变压器进行优化设计。

目前，相关非晶合金变压器优化设计工具软件的缺失和匮乏，导致产品原材料的大量浪费与质量稳定性不足。另外，传统的变压器设计方法自动化程度不高、设计工作量较大与设计周期长，并且难以得到最优的设计方案。因此，在变压器优化设计这个多目标、多变量、多约束条件、离散性与非线性的优化问题中，如何降低非晶合金变压器的制造成本、改善变压器损耗性能与加快变压器的设计周期，已成为非晶合金变压器设计行业的当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于非晶合金干式变压器节能节材优化设计方法及系统；本发明公开的优化设计方法能够有效降低非晶合金变压器的制造成本与改善变压器损耗性能；另外，本发明公开的优化设计系统能解决传统的变压器设计方法自动化程度不高、设计工作量较大与设计周期长的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

用于非晶合金干式变压器节能节材优化设计系统，包括非晶合金干式变压器优化设计系统主界面参数设定模块、非晶合金干式变压器优化设计系统产品运行参数输入模块、非晶合金干式变压器优化设计系统改进的NSGA-II优化算法参数与优化变量参数上界与下界设定模块、非晶合金干式变压器优化设计系统改进的NSGA-II算法优化处理模块及非晶合金干式变压器优化设计系统输出优化结果模块；

其中；

非晶合金干式变压器优化设计系统主界面参数设定模块用于确定优化对象的额定容量、铁心形式、铁心材料、联结组别与绝缘等级运行参数；

非晶合金干式变压器优化设计系统产品运行参数输入模块用于输入变压器优化计算运行参数，变压器优化计算运行参数包括额定参数、结构参数、绝缘距离、确定系数、线模裕度、性能容差、气道型式与材料单价参数；

非晶合金干式变压器优化设计系统改进的NSGA-II优化算法参数与优化变量参数上界与下界设定模块用于设定优化算法的编码长度、种群大小、遗传代数、选择概率、交叉概率与变异概率，以及用于设定铁心迭厚、低压层数、高压线宽、高压线厚、低压线宽与低压线厚优化变量的取值上界与下界；