一种建立气体绝缘开关设备用阻尼母线的宽频模型的方法和系统技术方案

一种建立气体绝缘开关GIS设备用阻尼母线宽频模型的方法和系统。其中，所述方法包括：测量所述设备用阻尼母线的频变参数；基于所述设备用阻尼母线的频变参数绘制导纳特性曲线；基于导纳特性曲线的每个局部峰值点的参数得到每个电阻电感电容电导RLCG支路的元件的参数值，并利用图像法将所述RLCG支路进行叠加得到等效电路模型；利用遗传算法的交叉与变异的多次迭代计算，确定等效电路模型中每个RLCG支路的元件的最优值，得到最优电路模型；以及对最优电路模型进行扫频仿真，将扫频结果与实际测量结果进行对比，验证最优电路模型的准确性以确定GIS设备用阻尼母线的宽频模型。

【技术实现步骤摘要】
一种建立气体绝缘开关设备用阻尼母线的宽频模型的方法和系统
本专利技术涉及输变电
，并且更具体地，涉及一种建立气体绝缘开关设备用阻尼母线的宽频模型的方法和系统。
技术介绍
在气体绝缘开关(gasinsulatedswitchgear，GIS)设备中，隔离开关操作产生特快速瞬态过电压(veryfasttransientovervoltage，VFTO)，对GIS设备、外部连接设备以及二次设备的安全运行有重要影响，且随电压等级的提高，这种影响越来越显著，在特高压系统中尤为突出。当前，对VFTO的抑制方法主要有在隔离开关中加装并联电阻、采用慢速操动的隔离开关、加装磁环以及增加阻尼母线等。在增加阻尼母线抑制VFTO的方法里，存在由于在暂态计算过程中波阻抗的改变，无法采用标准模型进行建模的问题。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
存在的上述问题，本专利技术提出一种通过测量阻尼母线频变参数，并利用图像法结合遗传算法的方法建立GIS设备用阻尼母线的宽频模型的方法和系统。所述建立GIS设备用阻尼母线的宽频模型的方法包括：测量所述GIS设备用阻尼母线的频变参数。优选地，测量GIS设备用阻尼母线的频变参数的方法包括：将所述阻尼母线放置于GIS管道内，两端采用盆式绝缘子固定，对阻尼母线两端施加频率50Hz至120MHz的变频电压采用宽频电流传感器测量通过阻尼母线的电流根据计算阻尼母线的频变参数。基于所述GIS设备用阻尼母线的频变参数绘制导纳特性曲线。基于导纳特性曲线的每个局部峰值点的参数得到每个电阻电感电容电导RLCG支路的元件的参数值，并利用图像法将所述RLCG支路进行叠加得到等效电路模型。优选地，所述GIS设备用阻尼母线是导电螺旋管，所述螺旋管的螺旋槽间隔距离相等，且所述每个螺旋槽两端并联阻尼电阻，所述阻尼电阻在螺旋管中等距离地串联在一起，并通过嵌件或弹簧片与螺旋管电气连接。优选地，基于导纳特性曲线的每个局部峰值点的参数得到每个RLCG支路的元件的参数值包括：设置fmax为局部峰值点处对应的频率，ymax为局部峰值点处的导纳值；由fmax和ymax计算该RLCG支路的电阻Rk、电感Lk、电容Ck和电导Gk，推导公式如下：ak″＝2π×fmax-ak′＝ak″/100ck′＝-ak″/ak′×ck″Rk＝(-2a'k+2(c'ka'k+c″ka″k)Lk)LkGk＝-2(c'ka'k+c″ka″k)CkLk。利用遗传算法的交叉与变异的多次迭代计算，确定等效电路模型中每个RLCG支路的元件的最优值，得到最优电路模型。优选地，利用遗传算法的交叉与变异的多次迭代计算，确定等效电路模型中的每个RLCG支路的元件的最优值，得到最优电路模型包括：步骤1、设定最大遗传次数，并且设定遗传次数初始值等于0；步骤2、将每个RLCG支路作为原始初始个体，将所有RLCG支路作为原始初始种群；步骤3、通过原始初始种群中的原始初始个体之间的杂交和变异产生与原始初始种群的原始初始个体数目相同的新种群；步骤4、在新种群和原始初始种群组成的种群中选择最优的个体组成新的初始种群，所选择的个体的数目与原始初始个体的数目相同，当实际遗传次数不等于设定的最大遗传次数时，以新的初始种群作为原始初始种群，重复步骤3和步骤4；步骤5、当实际遗传次数等于设定的最大遗传次数时，确定每个个体的最优值，得到最优电路模型。对最优电路模型进行扫频仿真，将扫频结果与实际测量结果进行对比，验证最优电路模型的准确性，将符合准确性要求的最优电路模型确定为GIS设备用阻尼母线的宽频模型。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还涉及一种建立GIS设备用阻尼母线的宽频模型的系统，所述系统包括：测量装置，其用于测量GIS设备用阻尼母线的频变参数。所述测量装置测量GIS设备用阻尼母线的频变参数的方法包括：将阻尼母线放置于GIS管道内，两端采用盆式绝缘子固定，对阻尼母线两端施加频率50Hz至120MHz的变频电压采用宽频电流传感器测量通过阻尼母线的电流根据计算阻尼母线的频变参数。曲线绘制装置，其用于基于测量的GIS设备用阻尼母线的频变参数绘制导纳特性曲线。等效电路模型建立装置，其用于基于导纳特性曲线的每个局部峰值点的参数得到每个RLCG支路的元件的参数值，并利用图像法将所述RLCG支路进行叠加得到等效电路模型。等效电路模型建立装置基于导纳特性曲线的每个局部峰值点的参数得到每个RLCG支路的元件的参数值包括：设置fmax为局部峰值点处对应的频率，ymax为局部峰值点处的导纳值；由fmax和ymax计算该RLCG支路的电阻Rk、电感Lk、电容Ck和电导Gk，推导公式如下：ak″＝2π×fmax-ak′＝ak″/100ck′＝-ak″/ak′×ck″Rk＝(-2a'k+2(c'ka'k+c″ka″k)Lk)LkGk＝-2(c'ka'k+c″ka″k)CkLk。最优电路模型确定装置，其用于利用遗传算法的交叉与变异的多次迭代计算，确定等效电路模型中每个RLCG支路的元件的最优值，得到最优电路模型。优选地，最优电路模型确定装置利用遗传算法的交叉与变异的多次迭代计算，确定等效电路模型中的每个RLCG支路的元件的最优值，得到最优电路模型包括：步骤1、设定最大遗传次数，并且设定遗传次数初始值等于0；步骤2、将每个RLCG支路作为原始初始个体，将所有RLCG支路作为原始初始种群；步骤3、通过原始初始种群中的原始初始个体之间的杂交和变异产生与原始初始种群的原始初始个体数目相同的新种群；步骤4、在新种群和原始初始种群组成的种群中选择最优的个体组成新的初始种群，所选择的个体的数目与原始初始个体的数目相同，当实际遗传次数不等于设定的最大遗传次数时，以新的初始种群作为原始初始种群，重复步骤3和步骤4；步骤5、当遗传次数等于最大遗传次数时，确定每个个体的最优值，得到最优电路网络模型。电路模型验证装置，其用于对最优电路模型进行扫频仿真，将扫频结果与实际测量结果进行对比，验证最优电路模型的准确性，将符合最优电路模型的准确性要求的最优电路模型确定为宽频模型。综上所述，通过本专利技术提供的建立气体绝缘开关设备用阻尼母线的宽频模型的方法和系统，能够有效地建立气体绝缘开关设备用阻尼母线的宽频模型，从而为在阻尼母线中如何有效分布电阻，设置电阻值以增加抵制VFTO提供了有效参考依据。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1是根据本专利技术具体实施方式的GIS设备用阻尼母线表面结构图；图2是根据本专利技术具体实施方式的GIS设备用阻尼母线剖面图；图3是根据本专利技术具体实施方式的建立GIS设备用阻尼母线宽频模型的方法的流程图；图4是根据本专利技术具体实施方式的测量GIS设备用阻尼母线频变参数原理图；图5是根据本专利技术具体实施方式的导纳特性曲线图；图6是根据本专利技术具体实施方式的等效电路模型图；图7是根据本专利技术具体实施方式的遗传计算流程图；以及图8是根据本专利技术具体实施方式的建立GIS设备用阻尼母线宽频模型的系统的结构图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建立气体绝缘开关GIS设备用阻尼母线的宽频模型的方法，所述方法包括：测量所述GIS设备用阻尼母线的频变参数；基于所述GIS设备用阻尼母线的频变参数绘制导纳特性曲线；基于导纳特性曲线的每个局部峰值点的参数得到每个电阻电感电容电导RLCG支路的元件的参数值，并利用图像法将所述RLCG支路进行叠加得到等效电路模型；利用遗传算法的交叉与变异的多次迭代计算，确定等效电路模型中每个RLCG支路的元件的最优值，得到最优电路模型；以及对最优电路模型进行扫频仿真，将扫频结果与实际测量结果进行对比，验证最优电路模型的准确性，将符合准确性要求的最优电路模型确定为GIS设备用阻尼母线的宽频模型。

【技术特征摘要】
1.一种建立气体绝缘开关GIS设备用阻尼母线的宽频模型的方法，所述方法包括：测量所述GIS设备用阻尼母线的频变参数；基于所述GIS设备用阻尼母线的频变参数绘制导纳特性曲线；基于导纳特性曲线的每个局部峰值点的参数得到每个电阻电感电容电导RLCG支路的元件的参数值，并利用图像法将所述RLCG支路进行叠加得到等效电路模型；利用遗传算法的交叉与变异的多次迭代计算，确定等效电路模型中每个RLCG支路的元件的最优值，得到最优电路模型；以及对最优电路模型进行扫频仿真，将扫频结果与实际测量结果进行对比，验证最优电路模型的准确性，将符合准确性要求的最优电路模型确定为GIS设备用阻尼母线的宽频模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GIS设备用阻尼母线是导电螺旋管，所述螺旋管的螺旋槽间隔距离相等，且所述每个螺旋槽两端并联阻尼电阻，所述阻尼电阻在螺旋管中等距离地串联在一起，并通过嵌件或弹簧片与螺旋管电气连接。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量GIS设备用阻尼母线的频变参数的方法包括：将所述阻尼母线放置于GIS管道内，两端采用盆式绝缘子固定，对阻尼母线两端施加频率50Hz至120MHz的变频电压采用宽频电流传感器测量通过阻尼母线的电流根据计算阻尼母线的频变参数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于导纳特性曲线的每个局部峰值点的参数得到每个RLCG支路的元件的参数值包括：设置fmax为局部峰值点处对应的频率，ymax为局部峰值点处的导纳值；由fmax和ymax计算该RLCG支路的电阻Rk、电感Lk、电容Ck和电导Gk，推导公式如下：ak″＝2π×fmax-ak′＝ak″/100ck′＝-ak″/ak′×ck″Rk＝(-2a′k+2(c′ka′k+c″ka″k)Lk)LkGk＝-2(c′ka′k+c″ka″k)CkLk。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用遗传算法的交叉与变异的多次迭代计算，确定等效电路模型中的每个RLCG支路的元件的最优值，得到最优电路模型包括：步骤1、设定最大遗传次数，并且设定遗传次数初始值等于0；步骤2、将每个RLCG支路作为原始初始个体，将所有RLCG支路作为原始初始种群；步骤3、通过原始初始种群中的原始初始个体之间的杂交和变异产生与原始初始种群的原始初始个体数目相同的新种群；步骤4、在新种群和原始初始种群组成的种群中选择最优的个体组成新的初始种群，所选择的个体的数目与原始初始个体的数目相同，当实际遗传次数不等于设定的最大遗传次数时，以新的初始种群作为原始初始种群，重复步骤3和步骤4；步骤5、当实际遗传次数等于设定的最大遗传次数时，确定每个个体的最优值，得到最优电路模型。6.一种建立气体绝缘开关设备GIS设备用阻尼母线的宽频模型的系统，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璿，张爱祥，王平，宋士瞻，王晓琪，张健，王磊，吴士普，冯宇，戴敏，汪本进，王欢，余春雨，毛安澜，邱进，陈江波，王玲，陈晓明，杜砚，徐思恩，费烨，何妍，朱丝丝，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网山东省电力公司枣庄供电公司，国网山东省电力公司，山东电力设备有限公司，华北电力大学，山东电工电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11