[发明专利]一种有载分接开关的储能量和转动惯量的匹配方法及系统

说明书

本发明公开了一种有载分接开关的储能量和转动惯量的匹配方法及系统，涉及有载分接开关结构设计技术领域，包括以下步骤：建立有载分接开关的切换芯子结构的动力学仿真模型；选择多个待优化参数，并确定多个目标响应函数；根据各个目标响应函数的取值规则对多个目标响应函数建立多目标优化函数；采用分层序列法求解得到各个目标响应函数的最优解的集合；根据各个待优化参数的样本点数据集与各个目标响应函数的响应数据集之间的对应关系，以及各个目标响应函数的最优解的集合对多个待优化参数进行逐个优化求解，得到最优匹配值。本发明通过计算机虚拟环境定量、准确分析有载分接开关的切换系统的性能，降低了开发成本、缩短开发周期。

技术领域

本发明属于有载分接开关结构设计技术领域，涉及一种有载分接开关的储能量和转动惯量的匹配方法及系统。

背景技术

有载分接开关是特高压直流输电工程关键核心设备，目的是在负载电流不中断的条件下实现变压器分接头的转换。其结构包括切换芯子、分接选择器两个部分，切换芯子通过快速切换改变电气拓扑结构，分接选择器对换接分接头进行预先接通。通过有载分接开关对变压器的适时调压，能够确保电能质量以及电力系统安全运行。

在有载分接开关切换芯子的结构设计过程中，快速机构储存能量与切换机构中输出轴驱动部件的转动惯量对系统的切换性能有决定性的影响，且影响规律复杂不一致，需要对两者进行匹配设计使有载分接开关的性能达到最优。但目前这些参数的优化基本依赖于工程师的经验调整以及不断试验得到，这种方法效率低且较难实现全局最优，且目前考虑分接开关快速机构储能量和切换机构惯量的匹配设计方法研究较少。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种有载分接开关的储能量和转动惯量的匹配方法及系统，本发明根据待优化参数及目标响应建立参数匹配模型，并按照匹配准则进行参数优化，以优化后的参数指导有载分接开关的实际结构设计。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供一种有载分接开关的储能量和转动惯量的匹配方法，包括以下步骤：

根据有载分接开关的切换芯子结构及其动力学参数，建立切换芯子结构的动力学仿真模型；

在动力学参数中选择多个待优化参数，并确定多个目标响应；

获取各个待优化参数的样本点数据集，并将其代入到动力学仿真模型中进行动力学仿真计算，获得各个目标响应的响应值数据集；

根据各个待优化参数的匹配规则，对各个目标响应建立多目标优化函数；采用分层序列法，对多目标优化函数求解，得到各个目标响应函数的最优解集合；

根据样本点数据集与响应值数据集之间的对应关系，以及各个最优解集合，对多个待优化参数逐个优化求解，得到各个待优化参数的最优匹配值。

第二方面，本发明提供一种有载分接开关的储能量和转动惯量的匹配系统，包括：

模型构建模块，用于根据有载分接开关的切换芯子结构及其动力学参数，建立切换芯子结构的动力学仿真模型；

目标相应计算模块，用于在动力学参数中选择多个待优化参数，并确定多个目标响应；

数据集计算模块，用于获取各个待优化参数的样本点数据集，并将其代入到动力学仿真模型中进行动力学仿真计算，获得各个目标响应的响应值数据集；

最优解计算模块，用于根据各个待优化参数的匹配规则，对各个目标响应建立多目标优化函数；采用分层序列法，对多目标优化函数求解，得到各个目标响应函数的最优解集合；

最优匹配值计算模块，用于根据样本点数据集与响应值数据集之间的对应关系，以及各个最优解集合，对多个待优化参数逐个优化求解，得到各个待优化参数的最优匹配值。