配电变压器模型参数估计方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本申请公开了配电变压器模型参数估计方法、装置、设备和存储介质，该配电变压器模型参数估计方法包括获取配电变压器的中低频频率响应信号，获得传递函数值的测量值；绘制配电变压器的等效电路，结合配电变压器状态空间微分方程，计算所述配电变压器的传递函数值的计算值；使用遗传算法估计所述配电变压器的模型参数，利用该方法，无需变压器本体参数即可方便的估计出等效电路的参数，便于配电变压器仿真建模和内部故障的识别。本发明专利技术提供的配电变压器模型参数估计装置、设备和存储介质，同样能够无需变压器本体参数即可方便的估计出等效电路的参数，便于配电变压器仿真建模和内部故障的识别。

【技术实现步骤摘要】
配电变压器模型参数估计方法、装置、设备和存储介质
本专利技术属于配电变压器
，特别是涉及配电变压器模型参数估计方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
配电变压器是配电网的重要资产，当其出现包括停电和着火在内的灾难性后果时，会给电网和用户带来严重的经济利益损失。配电变压器包括铁芯、绕组、绝缘装置在内的组成部分，可以等效为一个电阻、电容和电感连接组成的电路，任何机械变形或绝缘装置的退化都会导致这些参数的变化。因此，建立一个可靠的配电变压器中低频模型对配电变压器的运行状态的分析是必不可少的，工频变压器的模型参数可以通过一些实验测量来确定，如开路和短路测试，中低频频变压器的模型参数一般根据变压器的精确物理参数进行计算得到，但由于厂家生产保密和运行年限过久，部分参数可能无法获得，因此亟需一种应用方便，无需变压器本体参数即可估算等效电路参数的估计方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了配电变压器模型参数估计方法、装置、设备和存储介质，无需变压器本体参数即可方便的估计出等效电路的参数，便于配电变压器仿真建模和内部故障的识别。本专利技术提供的配电变压器模型参数估计方法包括：获取配电变压器的中低频频率响应信号，获得传递函数值的测量值；绘制配电变压器的等效电路，结合配电变压器状态空间微分方程，计算所述配电变压器的传递函数值的计算值；使用遗传算法估计所述配电变压器的模型参数。优选的，在上述配电变压器模型参数估计方法中，所述获取配电变压器的中低频频率响应信号，获得传递函数值的测量值包括：向所述配电变压器的低压侧的其中一相绕组端子注入一个低振幅、可变频率的正弦波电压，并在高压侧的同相绕组端子处捕获响应信号，得到以中低频频率响应信号表示的所述传递函数值的测量值为：其中，Vin为所述低压侧的输入电压幅值，Vout为所述高压侧的输出电压幅值。优选的，在上述配电变压器模型参数估计方法中，所述绘制配电变压器的等效电路，结合配电变压器状态空间微分方程，计算所述配电变压器的传递函数值的计算值包括：根据配电变压器的电磁传递特性，绘制出配电变压器的等效电路图，对图中的各个节点运用基尔霍夫定律，得到配电变压器的等效电路的状态空间微分方程为：式中，表示对变量vk取对时间的微分；其中，GH0为高压绕组与接地箱体间的绝缘电导，CH0为高压绕组与接地箱体间的绝缘电容，GH为高压绕组电导，CH为高压绕组电容，RH为高压绕组电阻，LH为高压绕组电感，GHL为高低压绕组间的绝缘电导，CHL为高低压绕组间的绝缘电容，GL0为低压绕组与接地铁芯间的绝缘电导，CL0为低压绕组与接地铁芯间的绝缘电容，GL为低压绕组电导，CL为低压绕组电容，RL为低压绕组电阻，LL为低压绕组电感，Vj-1、Vj、Vj+1、Vj+2分别为节点j-1、j、j+1、j+2的电压，Ij-1、Ij、Ij+1分别为节点j-1、j、j+1流出的电流，Vi-1、Vi、Vi+1、Vi+2分别为节点i-1、i、i+1、i+2的电压，Ii-1、Ii、Ii+1分别为节点i-1、i、i+1流出的电流；结合所述等效电路图和所述状态空间微分方程，在某一输入电压和电流频率下各元件参数确定后，利用MATLAB软件计算配电变压器的传递函数值的计算值。优选的，在上述配电变压器模型参数估计方法中，所述使用遗传算法估计所述配电变压器的模型参数包括：所述遗传算法的目标函数为测量得到的传递函数值的测量值与传递函数值的计算值之间的误差最小，即minJ＝J1+J2其中，J为遗传算法目标函数，J1和J2分别为全频率点子目标函数和谐振频率点子目标函数，(|TF|m)measured和(|TF|m)estimated分别为在频率点m处测量得到的传递函数值和估计的传递函数值，n为频率点的总数，(|TF|mr)measured和(|TF|mr)estimated分别为在谐振频率点mr处测量的传递函数值的测量值和传递函数值的计算值，z为谐振频率点总数。本专利技术提供的配电变压器模型参数估计装置包括：传递函数值测量值获得单元，用于获取配电变压器的中低频频率响应信号，获得传递函数值的测量值；传递函数值计算值计算单元，用于绘制配电变压器的等效电路，结合配电变压器状态空间微分方程，计算所述配电变压器的传递函数值的计算值；模型参数估计单元，用于使用遗传算法估计所述配电变压器的模型参数。优选的，在上述配电变压器模型参数估计装置中，所述传递函数值测量值获得单元具体用于：向所述配电变压器的低压侧的其中一相绕组端子注入一个低振幅、可变频率的正弦波电压，并在高压侧的同相绕组端子处捕获响应信号，得到以中低频频率响应信号表示的所述传递函数值的测量值为：其中，Vin为所述低压侧的输入电压幅值，Vout为所述高压侧的输出电压幅值。优选的，在上述配电变压器模型参数估计装置中，所述传递函数值计算值计算单元具体用于：根据配电变压器的电磁传递特性，绘制出配电变压器的等效电路图，对图中的各个节点运用基尔霍夫定律，得到配电变压器的等效电路的状态空间微分方程为：式中，表示对变量vk取对时间的微分；其中，GH0为高压绕组与接地箱体间的绝缘电导，CH0为高压绕组与接地箱体间的绝缘电容，GH为高压绕组电导，CH为高压绕组电容，RH为高压绕组电阻，LH为高压绕组电感，GHL为高低压绕组间的绝缘电导，CHL为高低压绕组间的绝缘电容，GL0为低压绕组与接地铁芯间的绝缘电导，CL0为低压绕组与接地铁芯间的绝缘电容，GL为低压绕组电导，CL为低压绕组电容，RL为低压绕组电阻，LL为低压绕组电感，Vj-1、Vj、Vj+1、Vj+2分别为节点j-1、j、j+1、j+2的电压，Ij-1、Ij、Ij+1分别为节点j-1、j、j+1流出的电流，Vi-1、Vi、Vi+1、Vi+2分别为节点i-1、i、i+1、i+2的电压，Ii-1、Ii、Ii+1分别为节点i-1、i、i+1流出的电流；结合所述等效电路图和所述状态空间微分方程，在某一输入电压和电流频率下各元件参数确定后，利用MATLAB软件计算配电变压器的传递函数值的计算值。优选的，在上述配电变压器模型参数估计装置中，所述模型参数估计单元具体用于：所述遗传算法的目标函数为测量得到的传递函数值的测量值与传递函数值的计算值之间的误差最小，即minJ＝J1+J2其中，J为遗传算法目标函数，J1和J2分别为全频率点子目标函数和谐振频率点子目标函数，(|TF|m)measured和(|TF|m)estimated分别为在频率点m处测量得到的传递函数值和估计的传递函数值，n为频率点的总数，(|TF|mr)measured和(|TF|mr)estimated分别为在谐振频率点mr处测量的传递函数值的测量值和传递函数值的计算值，z为谐振频率点总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.配电变压器模型参数估计方法，其特征在于，包括：/n获取配电变压器的中低频频率响应信号，获得传递函数值的测量值；/n绘制配电变压器的等效电路，结合配电变压器状态空间微分方程，计算所述配电变压器的传递函数值的计算值；/n使用遗传算法估计所述配电变压器的模型参数。/n

【技术特征摘要】
1.配电变压器模型参数估计方法，其特征在于，包括：
获取配电变压器的中低频频率响应信号，获得传递函数值的测量值；
绘制配电变压器的等效电路，结合配电变压器状态空间微分方程，计算所述配电变压器的传递函数值的计算值；
使用遗传算法估计所述配电变压器的模型参数。


2.根据权利要求1所述的配电变压器模型参数估计方法，其特征在于，所述获取配电变压器的中低频频率响应信号，获得传递函数值的测量值包括：
向所述配电变压器的低压侧的其中一相绕组端子注入一个低振幅、可变频率的正弦波电压，并在高压侧的同相绕组端子处捕获响应信号，得到以中低频频率响应信号表示的所述传递函数值的测量值为：



其中，Vin为所述低压侧的输入电压幅值，Vout为所述高压侧的输出电压幅值。


3.根据权利要求1所述的配电变压器模型参数估计方法，其特征在于，所述绘制配电变压器的等效电路，结合配电变压器状态空间微分方程，计算所述配电变压器的传递函数值的计算值包括：
根据配电变压器的电磁传递特性，绘制出配电变压器的等效电路图，对图中的各个节点运用基尔霍夫定律，得到配电变压器的等效电路的状态空间微分方程为：












式中，表示对变量vk取对时间的微分；
其中，GH0为高压绕组与接地箱体间的绝缘电导，CH0为高压绕组与接地箱体间的绝缘电容，GH为高压绕组电导，CH为高压绕组电容，RH为高压绕组电阻，LH为高压绕组电感，GHL为高低压绕组间的绝缘电导，CHL为高低压绕组间的绝缘电容，GL0为低压绕组与接地铁芯间的绝缘电导，CL0为低压绕组与接地铁芯间的绝缘电容，GL为低压绕组电导，CL为低压绕组电容，RL为低压绕组电阻，LL为低压绕组电感，Vj-1、Vj、Vj+1、Vj+2分别为节点j-1、j、j+1、j+2的电压，Ij-1、Ij、Ij+1分别为节点j-1、j、j+1流出的电流，Vi-1、Vi、Vi+1、Vi+2分别为节点i-1、i、i+1、i+2的电压，Ii-1、Ii、Ii+1分别为节点i-1、i、i+1流出的电流；
结合所述等效电路图和所述状态空间微分方程，在某一输入电压和电流频率下各元件参数确定后，利用MATLAB软件计算配电变压器的传递函数值的计算值。


4.根据权利要求1所述的配电变压器模型参数估计方法，其特征在于，所述使用遗传算法估计所述配电变压器的模型参数包括：
所述遗传算法的目标函数为测量得到的传递函数值的测量值与传递函数值的计算值之间的误差最小，即
minJ＝J1+J2






其中，J为遗传算法目标函数，J1和J2分别为全频率点子目标函数和谐振频率点子目标函数，(|TF|m)measured和(|TF|m)estimated分别为在频率点m处测量得到的传递函数值和估计的传递函数值，n为频率点的总数，(|TF|mr)measured和(|TF|mr)estimated分别为在谐振频率点mr处测量的传递函数值的测量值和传递函数值的计算值，z为谐振频率点总数。


5.配电变压器模型参数估计装置，其特征在于，包括：
传递函数值测量值获得单元，用于获取配电变压器的中低频频率响应信号，获得传递函数值的测量值；
传递函数值计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪李忠，邢海青，夏红军，冯珊珊，刘凤，郭强，汪巧明，伍掌，郑国荣，缪忠杰，
申请(专利权)人：杭州电力设备制造有限公司，国网浙江杭州市余杭区供电有限公司，国网浙江省电力有限公司杭州供电公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33