一种电场的确定方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本申请涉及高电压直流输电技术的领域，尤其是涉及一种电场的确定方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括，首先获取有载分接开关模型的性能参数，然后基于性能参数建立有载分接开关电场分析的模型；之后对有载分接开关电场分析的模型进行剖分，得到有载分接开关电场分析的模型的节点数N和单元数M；在之后基于节点数N和单元数M确定有载分接开关电场分析过程中的未知向量；最后基于未知向量确定有载分接开关模型的电场分布。本申请能够提高计算电场的准确率。电场的准确率。电场的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种电场的确定方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及高电压直流输电技术的领域，尤其是涉及一种电场的确定方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着中国社会经济的腾飞和科技的不断进步，整个社会对电能的需求越来越大，因此电网规模不断的扩大。在我国，由于地理特性等问题，需要建立跨区域的远距离输电线路；高电压直流输电技术因其在远距离大容量输送中优势明显，在中国的大地上已有多交超特高压直流输电系统投入运行。
[0003]换流变是高电压直流输电技术中最主要的一次电力设备，主要作用是提供特殊要求的电源，其主要参数由直流系统的特殊要求以及所联结的交流系统参数而确定。
[0004]换流变因其网侧承受交流电压而阀侧承受直流电压，因此换流变比传统交流变压器工作工况恶劣。例如换流变需要承受谐波量大、直流偏磁大和阀侧频繁短路等情况。且换流变压器有载分接开关动作频率高、动作时序复杂与快速，导致有载分接开关设计与制造加工精度高、装配精度远高于一般的电气设备。并且，有载分接开关内部结构尺寸与材料性能差异大，在开展电场计算时存在矩阵病态导致的求解不准确的问题。

技术实现思路

[0005]为了提高计算电场的准确率，本申请提供一种电场的确定方法、装置电子设备及存储介质。
[0006]第一方面，本申请提供一种电场的确定方法，采用如下的技术方案：一种电场的确定方法，包括：获取有载分接开关模型的性能参数，所述性能参数至少包括所述有载分接开关模型的尺寸和有载分接开关各部件的相对介电常数；基于所述性能参数建立有载分接开关电场分析的模型；对所述有载分接开关电场分析的模型进行剖分，得到有载分接开关电场分析的模型的节点数N和单元数M，所述节点数N表示该模型运用了N个三维空间节点进行描述，所述单元数M表示该模型运用了M个三维四面体单元进行描述；基于所述节点数N和所述单元数M确定有载分接开关电场分析过程中的未知向量；基于所述未知向量确定有载分接开关模型的电场分布。
[0007]通过采用上述技术方案，电子设备能够基于取有载分接开关模型的尺寸参数和各个部件的相对介电常数来得到该有载分接开关模型的三维模型图，基于该三维模型图能够得到描述该三维模型图的节点数N和单元数M,然后能够基于N和M确定描述该取有载分接开关中电场分布的方程组中的未知向量，最后通过位置向量来对方程组进行求解，即可确定有载分接开关的电场分布，即确定该电场中任一点的电位；在通过电子设备进行复杂计算减轻用户劳动力的同时，通过该种方式也能够获得较为准确的方程求解，提高了对电场计
算的准确率。
[0008]在一种可能实现的方式中，所述基于所述节点数N和所述单元数M确定有载分接开关电场分析过程中的未知向量，包括：基于所述节点数N和所述单元数M确定有载分接开关电场分析的线性方程组；基于所述有载分接开关电场分析的线性方程组确定有载分接开关电场分析过程中的未知向量。
[0009]通过采用上述技术方案，通过线性方程组对电场的复杂特性进行描述，然后通过对未知向量的求解，进一步完善线性方程组，进而便于确定该有载分接开关的电场分布情况，即任一点的电位。
[0010]在一种可能实现的方式中，所述基于所述节点数N和所述单元数M确定有载分接开关电场分析的线性方程组，包括：对所述有载分接开关电场分析的模型进行剖分还得到与每个节点对应的节点信息和与每个单元对应的单元信息；基于所有节点的节点信息建立数组A，并基于所有单元的单元信息建立数组B；基于所述节点数N和所述单元数M确定第一方程：DC＝E；其中D为有载分接开关电场分析的系数矩阵，包含N*N个元素，D中每个元素用d
ij
表示，其中i和j的取值范围是1,2,3
…
N；E为有载分接开关电场分析中的已知向量，大小为N,E中每个元素用e
i
e
i
表示，C为有载分接开关电场分析中的未知向量，大小为N，C中每个元素用c
i
表示；基于所述数组A建立形状函数，得到所述形状函数的参数N
i
和N
j
；确定第二方程：其中ΔV
i
是所述数组B中第i行描述的空间区域；所述有载分接开关电场分析的线性方程组包括所述第一方程和所述第二方程。
[0011]通过采用上述技术方案，对于第一方程，通过数组A和数组B的建立，使得第一方程更清晰，便于确定取值；对于第二方程，每个单元的形状都不是任意的，因此基于数组A的节点信息建立形状函数，使得获得的方程对电场特性的描述更准确。
[0012]在一种可能实现的方式中，基于所述数组A建立形状函数，得到所述形状函数N
i
和N
j
，包括：基于所述数组A中第i行的数据建立形状函数，得到N
i
；基于所述数组A中第j行的数据建立形状函数，得到N
j
。
[0013]在一种可能实现的方式中，所述基于所述有载分接开关电场分析的线性方程组确定有载分接开关电场分析过程中的未知向量，包括：建立数组C0，所述数组C0中包含预设的每个有载分接开关电场分析的节点的初始向量，所述数组C0的大小为N；基于所述第一方程和所述数组C0得到初始残值r0r0＝p0＝DC0‑
E通过
For i＝0,i>5000&&||r
i
＜10
‑7||,i++C
i+1
＝a
i
+α
i
p
i
r
i+1
＝r
i
‑
α
i
Dp
i
得到所述未知向量C，所述未知向量C至少包括C
i+1
和r
i+1
中的一个。
[0014]通过采用上述技术方案，通过循环计算消除中间参数，通过离散化，将偏微分方程求解问题化为代数方程组求解问题，更易于得出解值。
[0015]在一种可能实现的方式中，所述基于所述未知向量确定有载分接开关模型的电场分布，包括：基于所述有载分接开关电场分析过程中的未知向量C、所述节点数N以及所述单元数M，并通过确定三维模型中任意一点的电位；其中Φ
i
表示有载分接开关电场分析中的某一点的电位，ΔV表示空间中j单元的体积。
[0016]通过采用上述技术方案，通过已经求解得到的位置向量C，结合对该有载分接开关电场描述的线性方程组，得到该电场中任意一点电位的表达式，通过任意一点的电位表达式，能够对该电场进行比较完整的描述。
[0017]在一种可能实现的方式中，该方法还包括：基于所述三维模型中任意一点的电位绘制所述有载分接开关各部件的空间等位云图。
[0018]通过采用上述技术方案，在能够确定电场中任一点的电位后，对有载分接开关的各部件绘制等位云图，能够更直观和清楚的展示该有载分接开关的电场分布情况。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电场的确定方法，其特征在于，包括：获取有载分接开关模型的性能参数，所述性能参数至少包括所述有载分接开关模型的尺寸和有载分接开关各部件的相对介电常数；基于所述性能参数建立有载分接开关电场分析的模型；对所述有载分接开关电场分析的模型进行剖分，得到所述有载分接开关电场分析的模型的节点数N和单元数M，所述节点数N表示该模型运用了N个三维空间节点进行描述，所述单元数M表示该模型运用了M个三维四面体单元进行描述；基于所述节点数N和所述单元数M确定有载分接开关电场分析过程中的未知向量；基于所述未知向量确定有载分接开关模型的电场分布。2.根据权利要求1所述的一种电场的确定方法，其特征在于，所述基于所述节点数N和所述单元数M确定有载分接开关电场分析过程中的未知向量，包括：基于所述节点数N和所述单元数M确定有载分接开关电场分析的线性方程组；基于所述线性方程组确定有载分接开关电场分析过程中的未知向量。3.根据权利要求2所述的一种电场的确定方法，其特征在于，所述基于所述节点数N和所述单元数M确定有载分接开关电场分析的线性方程组，包括：对所述有载分接开关电场分析的模型进行剖分还得到与每个节点对应的节点信息和与每个单元对应的单元信息；基于所有节点的节点信息建立数组A，并基于所有单元的单元信息建立数组B；基于所述节点数N和所述单元数M确定第一方程：DC＝E；其中D为有载分接开关电场分析的系数矩阵，包含N*N个元素，D中每个元素用d
ij
表示，其中i和j的取值范围是1,2,3
…
N；E为有载分接开关电场分析中的已知向量，大小为N,E中每个元素用e
i
表示，C为有载分接开关电场分析中的未知向量，大小为N，C中每个元素用c
i
表示；基于所述数组A建立形状函数，得到所述形状函数N
i
和N
j
；确定第二方程：其中ΔV
i
是所述数组B中第i行描述的空间区域；所述线性方程组包括所述第一方程和所述第二方程。4.根据权利要求3所述的一种电场的确定方法，其特征在于，所述基于所述数组A建立形状函数，得到所述形状函数N
i
和N
j
，包括：基于所述数组A中第i行的数据建立形状函数，得到N
i
；基于所述数组A中第j行的数据建立形状函数，得到N
j
。5.根据权利要求3所述的一种电场的确定方法，其特征在于，所述基于所述有载分接开关电场分析的线性方程组确定有载分接开关电场分析过程中的未知向量，包括：建立数组C...

【专利技术属性】
技术研发人员：高锡明，邓军，刘青松，谢志成，周海滨，潘志城，龙启，张晋寅，钱海，夏谷林，吕金壮，张良，楚金伟，邓集瀚，梁晨，肖毅，朱强，朱建锋，余一鸣，刘亚东，严英杰，
申请(专利权)人：上海华明电力设备制造有限公司上海交通大学，
类型：发明
国别省市：