[发明专利]一种干式平波电抗器的热点温度预测方法

说明书

本发明公开了一种干式平波电抗器的热点温度预测方法，该方法以BP神经网络模型为基础，采用GA遗传算法对BP神经网络模型进行优化，建立GA‑BP神经网络平波电抗器热点温度预测模型。该模型以环境温度H、平波电抗器输入直流电流I_z、典型谐波电流I_L1、I_L2、I_L3、电抗器本体最外层上、中、下三处器壁温度I_q1、I_q2、I_q3为特征输入变量，电抗器热点温度K为输出量。通过试验分析，该方法预测平波电抗器热点温度的精度较高，可操作性较强，稳定可控。

技术领域

本发明涉及特高压直流输电技术领域，尤其涉及一种干式平波电抗器的热点温度预测方法。

背景技术

干式平波电抗器是特高压直流输电工程的最重要设备之一，对于限制逆变侧电压崩溃时的过电流、平抑传输直流电流中的纹波、防止沿直流线路入侵到换流站的过电压等具有重要作用。平波电抗器用于整流以后的直流回路中，整流电路的脉波数总是有限的，在输出的直流电压中总是有纹波的，这种纹波往往是有害的，需要由平波电抗器加以抑制。

在平波电抗器的运行过程中，温升是影响其绝缘材料老化的主要原因，同时也是检验干式空心平波电抗器长期稳定运行的重要设计指标之一。平波电抗器的各种电流损耗是电抗器温升产生的最主要热源，因其绕组结构和杂散电容等原因，会导致电压和温度分布的不均，在局部位置形成温度的极值点，简称“热点”。热点位置和温度决定了其绝缘设计和散热结构。得到平波电抗器的热点温度和各种电流损耗之间的映射关系，准确地得到电抗器的热点温度对干式空心电抗器的优化设计，有效监测电抗器温升以及预防过热故障具有重要指导意义。

目前，针对干式平波电抗器的相关研究主要集中在电感计算、布置方式、场域分析、损耗分析、过电压研究等方面。在干式平波电抗器损耗和温升的研究方面，主要关注直流损耗以及在直流损耗作用下电抗器温升研究，而对交流损耗以及其对热点温度的影响并没有足够的重视。实际运行中，平波电抗器承受的交流谐波损耗会引起热点温度的改变。

当前获取干式平波电抗器热点温度的方法主要有直接测量法和模型仿真的方法。直接测量方法主要是在电抗器的各个包封层之间布置温度传感器，直接测量得到热点温度。但是该方法存在步骤繁琐、试验费用高以及在运行电抗器安装温度传感器困难等不足。模型仿真的方法是通过建立干式平波电抗器温度场耦合计算模型来获取电抗器的热点温度。但是该方法没有对电抗器的损耗与热点温升进行综合分析，导致得到的电抗器热点温度与实际电抗器热点温度相差较大。

发明内容

本发明提供了一种干式平波电抗器的热点温度预测方法，用以解决当前获取干式平波电抗器热点温度对设备要求高、操作复杂；可控性、可重复性和准确度差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种干式平波电抗器的热点温度预测方法，包括以下步骤：

获取环境温度H、平波电抗器输入直流电流I_z、典型谐波电流I_L1、I_L2和I_L3，其中，I_L1表示6次谐波电流分量，I_L2表示12次谐波电流分量，I_L3表示18次谐波电流分量；电抗器本体最外层上、中和下三处器壁温度I_q1、I_q2和I_q3，输入电抗器热点温度预测模型，输出预测得到的对应的电抗器热点温度；

电抗器热点温度预测模型，通过以下步骤训练得到：