【技术实现步骤摘要】
海缆性能分析的自适应多段分布参数电路模型建立方法
[0001]本专利技术涉及电缆
，具体涉及一种海缆性能分析的自适应多段分布参数电路模型建立方法。
技术介绍
[0002]海底电缆指敷设在海洋中的电缆，现已发展为连接海峡两侧电网或者大陆向海岛供电的重要通道。海底电缆工程往往造价昂贵、施工抢修较为复杂，一旦发生故障，系统将解列，后果严重。因此海底电缆系统的安全可靠性要求较高。目前，国内海缆主要采用金属屏蔽层(外被层)作为短路电流的通道，这种结构在超强雷击电流、过电压时，金属屏蔽层难以进行有效的保护，会对缆芯造成巨大的危害。为此，内、外电缆间有时采用半导电层。由此增加了该问题分析计算的难度和复杂度。为研究内、外半导电层对雷电等高频暂态电压传输的影响，以便于全面评估海底电缆过电压水平，提供具有较高可靠性的海底电缆绝缘设计方案，需建立准确的海底电缆等效电路模型。
[0003]海缆过电压电路模型分为集中参数模型和分布参数模型。集中电路模型中，沿线电流、电压处处相等，而分布参数模型中电流、电压随随位置变化。对于高频过电压来说...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.海缆性能分析的自适应多段分布参数电路模型建立方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、先将电缆依据几何分布粗略划分为N个母段，再将每个母段划分为若干子段，然后串联构成海缆过电压计算的等效电路模型；S2、利用有限元法计算每段电路的分布参数，通过自适应遗传算法确定最优的分段方案，最终建立最优的海缆过电压计算等效电路模型。2.根据权利要求1所述的海缆性能分析的自适应多段分布参数电路模型建立方法，其特征在于：通过建立参考电路模型，参考电路模型每一子段包含M个分段点，共M
×
N个子分段点，将等效电路模型是否保留每个子分段点进行0
‑
1编码，1则有，0则无，再将等效电路模型与参考电路模型的计算误差作为目标函数，利用自适应遗传算法进行优化，确定最优分段方案，根据最优分段方案建立最优的海缆过电压计算等效电路模型。3.根据权利要求2所述的海缆性能分析的自适应多段分布参数电路模型建立方法，其特征在于：依据分段数N建立等效电路模型C，其中，等效电路模型C中的分段点作为关键点，等效电路模型中的第k段标记为[k
‑
1,k]，第k段长度为L
k
；建立参考电路模型C
’
时，参考电路模型C
’
包含等效电路模型C的所有关键点，且将参考电路模型C
’
的每一个子段等分成M段，参考电路模型C
’
中的分段点作为子关键点。4.根据权利要求3所述的海缆性能分析的自适应多段分布参数电路模型建立方法，其特征在于：利用遗传算法确定最优分段方案建立最优的海缆过电压计算等效电路模型，具体步骤如下：S2.1、染色体编码：将每个子关键点是否保留作为决策变量，保留为1，不保留则为0，对决策变量进行二进制编码，编码形成的染色体表征一种电路结构；S2.2、初始化种群：用随机法，即对某位串的某一位，计算机在(0,1)区间上产生一随机数，若该随机数大于或等于0.5，则该位为1，反之为0；S2.3、计算适值函数：利用有限元法计算染色体对应电路的每一子段的电路参数，确定电路模型，再对电路施加雷电流激励，计算各关键点的对地电压幅值[U1,
······
,U2]，然后计算参考电路模型各子关键点的对地电压幅值[U'1,
······
,U'2]；定义适值函数为：适值函数越大，表明染色体对应电路模型的计算结果越接近参考电路模型，越准确；S2.4、考虑约束函数，修正目标函数：对子关键点施加限制，约束函数为：其中R
i
表示染色体第i位的数值；约束函数的含义为：等效电路模型C的总分段数不得大于参考电路分段数的二分之一；施加约束函数后，对适值函数进行修正：
F'＝F
×
flagS2.5、由适值函数计算比例图：在单位长度的区间上，某位串占有的区间长度与该位串的适值成正比，该适值比例图采用轮盘表示，计算选择概率及期望S2.6、选择：随机转动轮盘，轮盘稳定时箭头所对的个体，即选定为种子；S2.7、交叉：通过步骤S2.6被选择的个体进入交配过程,采用自适应交叉概率，计算公式如下式中...
【专利技术属性】
技术研发人员：覃喜，周文俊，吕鸣，裘立峰，陈仲江，杨继平，丁祥，杨仕友，夏梦，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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