一种电力设备的调控方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电力设备的调控方法、装置、设备及介质，包括响应调控请求，基于电力设备的设备结构，确定对应的级联仿真层级；获取电力设备的输入向量、输出向量和状态向量，并采用输入向量、输出向量和状态向量确定级联仿真层级对应的状态空间模型；采用目标仿真软件对输入向量、状态向量和级联仿真层级对应的状态空间模型进行级联仿真计算，生成调控仿真结果；分析调控仿真结果，确定电力设备对应的待调控特性，接着基于预设调控边界和待调控特性，对电力设备进行调控。解决了现有技术中只考虑电力设备中单个组部件或单种物理场的仿真计算，忽略了电力设备中多个组部件和物理场之间的相互作用，导致调控电力设备的效果不理想的技术问题。想的技术问题。想的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电力设备的调控方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及电气设备
，尤其涉及一种电力设备的调控方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]电力设备作为电力系统的组成部分，当电力系统对电力设备的需求发生变化时，即要求电力设备承受的应力在发生变化，电力设备的质量特性在发生变化，在GJB9001C《质量管理体系要求》中，把这种质量特性称之为专用质量特性。这一类特性是一种确定性的特性，可在物理空间独立存在。另一方面，随着电力设备的应用，在制造、安装和使用等全生命周期全过程中将产生诸多业务，这些业务对电力设备提出了新的需求；在GJB9001C《质量管理体系要求》中，把这种质量特性称之为通用质量特性，这一类质量特性不能在物理空间独立存在的就是时间的特性，它用来度量产品的专用特性与时间有关的特性。
[0003]在开展电力设备设计时，往往是先进行电力设备的专用质量特性设计，此时的专用质量特性设计往往是通过仿真计算模型对电力设备内部参量进行较为粗放的调控,即通过型式试验，而后进行小批量生产和试点应用，在试点应用过程中根据运行中的需求，需要工作人员凭借经验考虑制造、安装和运行阶段的随机性、老化性变化，从而对电力设备不断改进完善。
[0004]但该过程需要耗费大量的时间和精力，且其通常采用静态仿真方法进行仿真分析，只考虑电力设备中单个组部件或单种物理场的仿真计算，忽略了电力设备中多个组部件和物理场之间的相互作用，导致调控电力设备的效果不理想。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种电力设备的调控方法、装置、设备及介质，解决了现有技术中通常采用静态仿真方法进行仿真分析，只考虑电力设备中单个组部件或单种物理场的仿真计算，忽略了电力设备中多个组部件和物理场之间的相互作用，导致调控电力设备的效果不理想的技术问题。
[0006]本专利技术提供的一种电力设备的调控方法，包括：
[0007]响应调控请求，基于所述电力设备的设备结构，确定对应的级联仿真层级；
[0008]获取所述电力设备的输入向量、输出向量和状态向量，并采用所述输入向量、所述输出向量和所述状态向量确定所述级联仿真层级对应的状态空间模型；
[0009]采用目标仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述级联仿真层级对应的状态空间模型进行级联仿真计算，生成调控仿真结果；
[0010]分析所述调控仿真结果，确定所述电力设备对应的待调控特性，接着基于预设调控边界和所述待调控特性，对所述电力设备进行调控。
[0011]可选地，所述状态空间模型对应的系统动态方程具体为：
[0012][0013]式中，x为状态向量；u为输入向量；为状态向量对应的一阶微分方程；y为输出向量；A、B、C和D为系数矩阵。
[0014]可选地，仿真对象为断路器；所述断路器的级联仿真层级包括电网层级、设备层级、第一下层级和第二下层级；所述目标仿真软件包括电磁暂态仿真软件、电弧仿真软件、机械传动仿真计算软件和电磁场分析软件；所述采用目标仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述级联仿真层级对应的状态空间模型进行级联仿真计算，生成调控仿真结果的步骤，包括：
[0015]采用所述电磁暂态仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述电网层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第一调控仿真结果；
[0016]采用所述电弧仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述设备层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第二调控仿真结果；
[0017]采用所述机械传动仿真计算软件对所述输入向量、所述状态向量和所述第一下层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第三调控仿真结果；
[0018]采用所述电磁场分析软件对所述输入向量、所述状态向量和所述第二下层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第四调控仿真结果。
[0019]可选地，所述采用所述电磁暂态仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述电网层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第一调控仿真结果的步骤，包括：
[0020]基于系统电压、系统频率和电压相角，确定所述输入向量中的多个第一输入变量；
[0021]基于电源侧电阻、电源侧电感、电源侧电容、出线侧电阻、出线侧电感、出线侧电容和电弧电阻，确定所述状态向量中的多个第一状态变量；
[0022]对各所述第一状态变量的区间范围进行离散化处理，获得多个第一离散区间范围，接着在各所述第一离散区间范围进行插值，分别生成对应的多个第一状态离散值；
[0023]基于现场实际观测参量，确定各所述第一输入变量对应的多个第一输入范围值；
[0024]在确定的各所述第一输入范围值下，分别采用所述电磁暂态仿真软件对各所述第一状态离散值和所述系统动态方程进行级联仿真计算，生成第一调控仿真结果。
[0025]可选地，所述采用所述电弧仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述设备层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第二调控仿真结果的步骤，包括：
[0026]基于短路电流和瞬态恢复电压，确定所述输入向量中的多个第二输入变量；
[0027]基于分闸行程曲线、压气缸容积、上游区气流通道截面积、喉颈部截面积、喷口材料耐烧蚀性能、触头材料耐烧蚀性能、弧触头长度、气体压强和气体温度，确定所述状态向量中的多个第二状态变量；
[0028]对各所述第二状态变量的区间范围进行离散化处理，获得多个第二离散区间范围，接着在各所述第二离散区间范围进行插值，分别生成对应的多个第二状态离散值；
[0029]基于现场实际观测参量，确定各所述第二输入变量对应的多个第二输入范围值；
[0030]在确定的各所述第二输入范围值下，分别采用所述电弧仿真软件对各所述第二状态离散值和所述系统动态方程进行级联仿真计算，生成第二调控仿真结果。
[0031]可选地，所述采用所述机械传动仿真计算软件对所述输入向量、所述状态向量和
所述第一下层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第三调控仿真结果的步骤，包括：
[0032]基于弹簧操作功和分合闸线圈驱动力，确定所述输入向量中的多个第三输入变量；
[0033]基于运动质量、压气缸反力和阻力，确定所述状态向量中的多个第三状态变量；
[0034]对各所述第三状态变量的区间范围进行离散化处理，获得多个第三离散区间范围，接着在各所述第三离散区间范围进行插值，分别生成对应的多个第三状态离散值；
[0035]基于现场实际观测参量，确定各所述第三输入变量对应的多个第三输入范围值；
[0036]在确定的各所述第三输入范围值下，分别采用所述机械传动仿真计算软件对各所述第三状态离散值和所述系统动态方程进行级联仿真计算，生成第三调控仿真结果。
[0037]可选地，所述采用所述电磁场分析软件对所述输入向量、所述状态向量和所述第二下层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第四调控仿真结果的步骤，包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力设备的调控方法，其特征在于，包括：响应调控请求，基于所述电力设备的设备结构，确定对应的级联仿真层级；获取所述电力设备的输入向量、输出向量和状态向量，并采用所述输入向量、所述输出向量和所述状态向量确定所述级联仿真层级对应的状态空间模型；采用目标仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述级联仿真层级对应的状态空间模型进行级联仿真计算，生成调控仿真结果；分析所述调控仿真结果，确定所述电力设备对应的待调控特性，接着基于预设调控边界和所述待调控特性，对所述电力设备进行调控。2.根据权利要求1所述的电力设备的调控方法，其特征在于，所述状态空间模型对应的系统动态方程具体为：式中，x为状态向量；u为输入向量；为状态向量对应的一阶微分方程；y为输出向量；A、B、C和D为系数矩阵。3.根据权利要求2所述的电力设备的调控方法，其特征在于，仿真对象为断路器；所述断路器的级联仿真层级包括电网层级、设备层级、第一下层级和第二下层级；所述目标仿真软件包括电磁暂态仿真软件、电弧仿真软件、机械传动仿真计算软件和电磁场分析软件；所述采用目标仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述级联仿真层级对应的状态空间模型进行级联仿真计算，生成调控仿真结果的步骤，包括：采用所述电磁暂态仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述电网层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第一调控仿真结果；采用所述电弧仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述设备层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第二调控仿真结果；采用所述机械传动仿真计算软件对所述输入向量、所述状态向量和所述第一下层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第三调控仿真结果；采用所述电磁场分析软件对所述输入向量、所述状态向量和所述第二下层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第四调控仿真结果。4.根据权利要求3所述的电力设备的调控方法，其特征在于，所述采用所述电磁暂态仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述电网层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第一调控仿真结果的步骤，包括：基于系统电压、系统频率和电压相角，确定所述输入向量中的多个第一输入变量；基于电源侧电阻、电源侧电感、电源侧电容、出线侧电阻、出线侧电感、出线侧电容和电弧电阻，确定所述状态向量中的多个第一状态变量；对各所述第一状态变量的区间范围进行离散化处理，获得多个第一离散区间范围，接着在各所述第一离散区间范围进行插值，分别生成对应的多个第一状态离散值；基于现场实际观测参量，确定各所述第一输入变量对应的多个第一输入范围值；在确定的各所述第一输入范围值下，分别采用所述电磁暂态仿真软件对各所述第一状态离散值和所述系统动态方程进行级联仿真计算，生成第一调控仿真结果。
5.根据权利要求3所述的电力设备的调控方法，其特征在于，所述采用所述电弧仿真软件对所述输入向量、所述状态向量和所述设备层级对应的系统动态方程进行级联仿真计算，生成第二调控仿真结果的步骤，包括：基于短路电流和瞬态恢复电压，确定所述输入向量中的多个第二输入变量；基于分闸行程曲线、压气缸容积、上游区气流通道截面积、喉颈部截面积、喷口材料耐烧蚀性能、触头材料耐烧蚀性能、弧触头长度、气体压强和气体温度，确定所述状态向量中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭在兴，陈佳莉，张曦，赵林杰，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：