电抗器关键参数优化方法、装置、设备、介质和程序产品与流程
本技术涉及电力设备，特别是涉及一种电抗器关键参数优化方法、装置、设备、介质和程序产品。
背景技术：
1、随着电力工业的高速发展，用户对供电质量和可靠性的要求越来越高，可调电抗器作为电压控制和无功补偿的主要元件，可以提高电力系统的稳定性和改善供电质量，应用范围十分广泛，因此，电抗器的参数值设计是电力设备的研究热点。
2、目前，电抗器的参数值是通过经验公式进行计算得到的，然后验证在基于经验公式确定的电抗器参数值下该电抗器能否满足电力系统的运行要求；然而，基于经验公式确定的电抗器参数值并不是电抗器的最优性能参数值。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够确定电抗器最优性能参数值的电抗器关键参数优化方法、装置、设备、介质和程序产品。
2、第一方面，本技术提供了一种电抗器关键参数优化方法，包括：
3、获取目标计算模型，目标计算模型为与电抗器的电感值和电感调节范围对应的计算模型；基于目标计算模型确定影响电感值和电感调节范围的关键参数；以电感值最大化和电感调节范围最大化为优化目标，基于预设优化算法对关键参数进行优化，以得到关键参数的最优解。
4、在其中一个实施例中，关键参数为气隙长度和交流绕组匝数，气隙长度与电感值和电感调节范围负相关，交流绕组匝数与电感值正相关。
5、在其中一个实施例中，预设优化算法为遗传算法，以电感值最大化和电感调节范围最大化为优化目标，基于预设优化算法对关键参数进行优化，以得到关键参数的最优解，包括：随机生成多个候选解，候选解用于表示气隙长度和交流绕组匝数的参数值；基于各候选解和目标计算模型确定电抗器的电感值和电感调节范围；根据各电抗器的电感值、电感调节范围和优化目标对各候选解进行选择、交叉和变异处理，以生成新的候选解；基于各新的候选解确定电抗器的电感值和电感调节范围，直至满足预设条件，输出关键参数的最优解；预设条件包括迭代次数达到预设迭代值或电抗器的电感值和电感调节范围满足预设阈值条件。
6、在其中一个实施例中，随机生成多个候选解，包括：获取气隙长度与交流绕组匝数的初始值和求解范围；根据初始值和求解范围随机生成多个候选解。
7、在其中一个实施例中，以电感值最大化和电感调节范围最大化为优化目标是多目标优化，根据各电抗器的电感值、电感调节范围和优化目标对各候选解进行选择、交叉和变异处理，以生成新的候选解，包括：获取电感值最大化对应的第一权重和电感调节范围最大化对应的第二权重；基于第一权重和第二权重，根据线性加权法将多目标优化转化为单目标优化，并确定适应度函数；根据各电抗器的电感值、电感调节范围和适应度函数对各候选解进行选择、交叉和变异处理，以生成新的候选解。
8、在其中一个实施例中，目标计算模型包括电抗器的第一电感值计算模型、电抗器的第二电感值计算模型和电抗器的电感值调节范围计算模型，第一电感值为电抗器直流绕组中未通入直流电流时电抗器的电感值，第二电感值为施加直流电流后电抗器的电感值；在第一电感值计算模型中，第一电感值由第一参数与气隙长度的比值确定，第一参数为空气磁导率、交流绕组匝数的平方和线圈横截面积的乘积；在第二电感值计算模型中，第二电感值由交流绕组匝数的平方和线圈横截面积的乘积与第二参数的比值确定，第二参数根据电抗器的交流绕组匝数、线圈横截面积、电抗器芯柱长度、气隙长度、正交区域长度、空气磁导率、正交区域磁导率和芯柱磁导率确定；在电感值调节范围计算模型中，电感值调节范围由第三参数和第一电感值的比值确定，第三参数为第一电感值与第二电感值的差值。
9、第二方面，本技术还提供了一种电抗器关键参数优化装置，包括：
10、获取模块，用于获取目标计算模型，目标计算模型为与电抗器的电感值和电感调节范围对应的计算模型；
11、确定模块，用于基于计算模型确定影响电感值和电感调节范围的关键参数；
12、优化模块，用于以电感值和电感调节范围最大化为优化目标，基于预设优化算法对关键参数进行优化。
13、在其中一个实施例中，关键参数为气隙长度和交流绕组匝数，气隙长度与电感值和电感调节范围负相关，交流绕组匝数与电感值正相关。
14、在其中一个实施例中，预设优化算法为遗传算法，优化模块，具体用于随机生成多个候选解，候选解用于表示气隙长度和交流绕组匝数的参数值；基于各候选解和目标计算模型确定电抗器的电感值和电感调节范围；根据各电抗器的电感值、电感调节范围和优化目标对各候选解进行选择、交叉和变异处理，以生成新的候选解；基于各新的候选解确定电抗器的电感值和电感调节范围，直至满足预设条件，输出关键参数的最优解；预设条件包括迭代次数达到预设迭代值或电抗器的电感值和电感调节范围满足预设阈值条件。
15、在其中一个实施例中，优化模块，具体用于获取气隙长度与交流绕组匝数的初始值和求解范围；根据初始值和求解范围随机生成多个候选解。
16、在其中一个实施例中，以电感值最大化和电感调节范围最大化为优化目标是多目标优化，优化模块，具体用于获取电感值最大化对应的第一权重和电感调节范围最大化对应的第二权重；基于第一权重和第二权重，根据线性加权法将多目标优化转化为单目标优化，并确定适应度函数；根据各电抗器的电感值、电感调节范围和适应度函数对各候选解进行选择、交叉和变异处理，以生成新的候选解。
17、在其中一个实施例中，目标计算模型包括电抗器的第一电感值计算模型、电抗器的第二电感值计算模型和电抗器的电感值调节范围计算模型，第一电感值为电抗器直流绕组中未通入直流电流时电抗器的电感值，第二电感值为施加直流电流后电抗器的电感值；在第一电感值计算模型中，第一电感值由第一参数与气隙长度的比值确定，第一参数为空气磁导率、交流绕组匝数的平方和线圈横截面积的乘积；在第二电感值计算模型中，第二电感值由交流绕组匝数的平方和线圈横截面积的乘积与第二参数的比值确定，第二参数根据电抗器的交流绕组匝数、线圈横截面积、电抗器芯柱长度、气隙长度、正交区域长度、空气磁导率、正交区域磁导率和芯柱磁导率确定；在电感值调节范围计算模型中，电感值调节范围由第三参数和第一电感值的比值确定，第三参数为第一电感值与第二电感值的差值。
18、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一实施例中的方法步骤。
19、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一实施例中的方法步骤。
20、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一实施例中的方法步骤。
21、上述电抗器关键参数优化方法、装置、设备、介质和程序产品，通过先获取目标计算模型，目标计算模型为与电抗器的电感值和电感调节范围对应的计算模型，再基于目标计算模型确定影响电感值和电感调节范围的关键参数，然后以电感值最大化和电感调节范围最大化为优化目标，基于预设优化算法对关键参数进行优化，以得到关键参数的最优解，这样通过目标计算模型确定出影响电抗器性能的关键参数后，可以通过预设优化算法对关键参数优化，而不是通过经验公式确定，这样可以得到关键参数的最优解，确定出电抗器最优性能参数值，从而使得电抗器性能最优。
技术特征：
1.一种电抗器关键参数优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关键参数为气隙长度和交流绕组匝数，所述气隙长度与所述电感值和所述电感调节范围负相关，所述交流绕组匝数与所述电感值正相关。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设优化算法为遗传算法，所述以所述电感值最大化和所述电感调节范围最大化为优化目标，基于预设优化算法对所述关键参数进行优化，以得到所述关键参数的最优解，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述随机生成多个候选解，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述以所述电感值最大化和所述电感调节范围最大化为优化目标是多目标优化，所述根据各所述电抗器的电感值、电感调节范围和所述优化目标对各所述候选解进行选择、交叉和变异处理，以生成新的候选解，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标计算模型包括所述电抗器的第一电感值计算模型、所述电抗器的第二电感值计算模型和所述电抗器的电感值调节范围计算模型，第一电感值为所述电抗器直流绕组中未通入直流电流时所述电抗器的电感值，第二电感值为施加直流电流后所述电抗器的电感值；
7.一种电抗器关键参数优化装置，其特征在于，所述装置包括：
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
技术总结
本申请涉及一种电抗器关键参数优化方法、装置、设备、介质和程序产品，所述方法包括：获取目标计算模型，目标计算模型为与电抗器的电感值和电感调节范围对应的计算模型，基于目标计算模型确定影响电感值和电感调节范围的关键参数，以电感值最大化和电感调节范围最大化为优化目标，基于预设优化算法对关键参数进行优化，以得到关键参数的最优解。采用本方法能够确定电抗器最优性能参数值。
技术研发人员：熊锦州,袁瑞敏,张新波,张秋实,何思靖,徐子健,杨深林
受保护的技术使用者：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23