一种高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法及系统，从直流系统指令中获取暂态冲击电流值；基于预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型和所述暂态冲击电流值进行仿真计算，获得高压直流平抗瓦斯动态特性响应；其中，所述预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型包括采用高斯回归算法描述平抗瓦斯机械振动加速度与暂态冲击电流之间的非线性耦合特性。本发明专利技术提供的技术方案解决现有直流仿真专注于电气量因素，由于缺乏平抗瓦斯这种能够直接闭锁直流的关键复杂非电气量的精细化仿真，使得事故重演和仿真分析、设备测试和改进造成一定的困难的问题。

A simulation method and system for high voltage direct current resistance to gas dynamic characteristics

The invention relates to a simulation method and system of the dynamic characteristics of high voltage DC flat anti gas. The transient impact current value is obtained from the directives of the DC system. Based on the pre established DC flat anti gas vibration protection characteristic model and the transient impact current value, the dynamic response of the high voltage DC flat anti gas is obtained. The pre established DC flat anti gas vibration protection characteristic model includes the Gauss regression algorithm to describe the nonlinear coupling characteristics between the mechanical vibration acceleration of the flat anti gas and the transient impact current. The technical scheme provided by the invention solves the current DC simulation focusing on the electrical factors. Due to the lack of the precision simulation of the key complex non electrical quantity, which can directly lock the DC, the accident replay and simulation analysis, equipment testing and improvement have caused some difficult problems.

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法及系统
本专利技术涉及仿真计算测试平抗瓦斯设备的技术，具体涉及一种高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法及系统。
技术介绍
近些年，已发生多起在交流电网正常操作和故障情况下，因直流平抗瓦斯保护系统策略不当，导致直流闭锁，给电网带来较大冲击的事故案例，现有直流仿真专注于电气量因素，由于缺乏平抗瓦斯这种能够直接闭锁直流的关键复杂非电气量的精细化仿真，使得事故重演和仿真分析、设备测试和改进造成一定的困难。
技术实现思路
为解决现有直流仿真专注于电气量因素，由于缺乏平抗瓦斯这种能够直接闭锁直流的关键复杂非电气量的精细化仿真，使得事故重演和仿真分析、设备测试和改进造成一定的困难的问题，本专利技术的目的是提供一种高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法及系统，解决现有直流仿真专注于电气量因素，由于缺乏平抗瓦斯这种能够直接闭锁直流的关键复杂非电气量的精细化仿真，使得事故重演和仿真分析、设备测试和改进造成一定的困难的问题。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法，其改进之处在于：从直流系统指令中获取暂态冲击电流值；基于预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型和所述暂态冲击电流值进行仿真计算，获得高压直流平抗瓦斯动态特性响应；其中，所述预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型包括采用高斯回归算法描述平抗瓦斯机械振动加速度与暂态冲击电流之间的非线性耦合特性。进一步地：所述直流平抗瓦斯振动保护特性模型的建立过程如下：采集直流系统的历史平抗瓦斯机械振动加速度与历史暂态冲击电流；采用高斯回归算法对平抗瓦斯机械振动加速度与暂态冲击电流之间的非线性耦合特性进行仿真计算，得到高斯系数；根据所述高斯系数得到直流平抗瓦斯振动保护特性模型。进一步地：所述直流平抗瓦斯振动保护特性模型用下式表示：其中：avib为机械振动加速度，I为暂态冲击电流，λ为第一高斯系数，ε为第二高斯系数，γ为第三高斯系数。进一步地：所述第三高斯系数γ用下式表示：其中：ζi＝ln(avibi)表示振动加速度avib的n个中第i个值avibi的自然对数；Ii是暂态冲击电流I的n个中第i个值。进一步地：所述第二高斯系数ε用下式表示：其中：ζi＝ln(avibi)表示振动加速度avib的n个中第i个值avibi的自然对数；Ii是暂态冲击电流I的n个中第i个值。进一步地：所述第一高斯系数λ用下式表示：其中：ζi＝ln(avibi)表示振动加速度avib的n个中第i个值avibi的自然对数；Ii是暂态冲击电流I的n个中第i个值。本专利技术还提供一种高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真系统，其改进之处在于：获取模块，用于从直流系统指令中获取直暂态冲击电流值；仿真模块，用于基于预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型和所述暂态冲击电流值进行仿真计算，获得高压直流平抗瓦斯动态特性响应；所述预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型包括采用高斯回归算法描述平抗瓦斯机械振动加速度与暂态冲击电流之间的非线性耦合特性。进一步地：还包括建立模块，用于预先建立直流平抗瓦斯振动保护特性模型；所述建立模块包括：采集单元，用于采集直流系统的历史平抗瓦斯机械振动加速度与历史暂态冲击电流；获得单元，用于采用高斯回归算法对平抗瓦斯机械振动加速度与暂态冲击电流之间的非线性耦合特性进行仿真计算，得到高斯系数；根据所述高斯系数得到直流平抗瓦斯振动保护特性模型。进一步地：所述直流平抗瓦斯振动保护特性模型用下式表示：其中：avib为机械振动加速度，I为暂态冲击电流，λ为第一高斯系数，ε为第二高斯系数，γ为第三高斯系数。进一步地：所述第三高斯系数γ用下式表示：其中：ζi＝ln(avibi)表示振动加速度avib的N个中第i个值avibi的自然对数；Ii是暂态冲击电流I的n个中第i个值。进一步地：所述第二高斯系数ε用下式表示：进一步地：所述第一高斯系数λ用下式表示：与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有的有益效果是：本专利技术提供的技术方案对平抗瓦斯机械振动与冲击电流的非线性耦合动态特性进行精细化模拟和解耦，能够与电磁暂态直流工程算法相兼容，能够与纯电磁暂态实际工程控保算例进行交直流电网纯电磁仿真，可以详细描述交直流电网故障冲击电流等电气量动态变化对平抗瓦斯机械振动加速度非电气量的非线性快速响应特性，为实际工程中多次发生的平抗瓦斯误动导致直流闭锁的事故分析和故障重演、预防以及设备改进提供关键技术手段，对于进一步提高直流实用化工程仿真的多维度精度具有重要现实意义。附图说明图1是本专利技术提供的高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法的流程简易图；图2是本专利技术提供的高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法的流程详细图；图3是本专利技术提供的平抗瓦斯I模型对比曲线图；图4是本专利技术提供的平抗瓦斯II模型对比曲线图；图5是本专利技术提供的直流换相失败暂态冲击电流图；图6是本专利技术提供的平抗瓦斯动态振动特性图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。以下描述和附图充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本专利技术的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本专利技术的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“专利技术”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的专利技术，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个专利技术或专利技术构思。实施例一、本专利技术提供一种高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法，其流程如图1所示，包括：S11、从直流系统指令中获取暂态冲击电流值；S12、基于预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型和所述暂态冲击电流值进行仿真计算，获得高压直流平抗瓦斯动态特性响应；其中，所述预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型包括采用高斯回归算法描述平抗瓦斯机械振动加速度与暂态冲击电流之间的非线性耦合特性。本专利技术提供的高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法的流程详细图如图2所示，包括：直流平抗瓦斯保护振动特性建立过程如下所示：机械振动加速度avib可通过暂态冲击电流I进行动态相关特性计算，Ii是电流I的N个测量数据中第i个值。其中：λ为第三高斯系数，ε为第二高斯系数，γ第三高斯系数，是待求高斯系数，两边取对数可得：令：ζ＝ln(avib)(6)令：记：计算偏导数：展开可得：可求出系数矩阵：可求出：进而可求出第三高斯系数，如下式所示：第二高斯系数，如下式所示：第一高斯系数，如下式所示：其中：ζi＝ln(avibi)表示振动加速度avib的n个中第i个值avibi的自然对数；Ii是暂态冲击电流I的n个中第i个值。根据上述计算，可建立直流平抗瓦斯保护振动特性模型。实施例二、下面是所提出的上式(1-18)平抗瓦斯保护振动特性模型计算值在不同设备型号参数下与实测数据的对比效果，分别如图3和4所示：表1不同参数平抗瓦斯测试数据与模型效果对比表中参数说明：MaxError：最大误差；MinError：最小误差；SSE(和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法，其特征在于：从直流系统指令中获取暂态冲击电流值；基于预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型和所述暂态冲击电流值进行仿真计算，获得高压直流平抗瓦斯动态特性响应；其中，所述预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型包括采用高斯回归算法描述平抗瓦斯机械振动加速度与暂态冲击电流之间的非线性耦合特性。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流平抗瓦斯动态特性的仿真方法，其特征在于：从直流系统指令中获取暂态冲击电流值；基于预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型和所述暂态冲击电流值进行仿真计算，获得高压直流平抗瓦斯动态特性响应；其中，所述预先建立的直流平抗瓦斯振动保护特性模型包括采用高斯回归算法描述平抗瓦斯机械振动加速度与暂态冲击电流之间的非线性耦合特性。2.如权利要求1所述的仿真方法，其特征在于：所述直流平抗瓦斯振动保护特性模型的建立过程如下：采集直流系统的历史平抗瓦斯机械振动加速度与历史暂态冲击电流；采用高斯回归算法对平抗瓦斯机械振动加速度与暂态冲击电流之间的非线性耦合特性进行仿真计算，得到高斯系数；根据所述高斯系数得到直流平抗瓦斯振动保护特性模型。3.如权利要求2所述的仿真方法，其特征在于：所述直流平抗瓦斯振动保护特性模型用下式表示：其中：avib为机械振动加速度，I为暂态冲击电流，λ为第一高斯系数，ε为第二高斯系数，γ为第三高斯系数。4.如权利要求3所述的仿真方法，其特征在于：所述第三高斯系数γ用下式表示：其中：ζi＝ln(avibi)表示振动加速度avib的n个中第i个值avibi的自然对数；Ii是暂态冲击电流I的n个中第i个值。5.如权利要求3所述的仿真方法，其特征在于：所述第二高斯系数ε用下式表示：其中：ζi＝ln(avibi)表示振动加速度avib的n个中第i个值avibi的自然对数；Ii是暂态冲击电流I的n个中第i个值。6.如权利要求3所述的仿真方法，其特征在于：所述第一高斯系数λ用下式表示：其中：ζi＝ln(avibi)表示振动加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟杰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11