本发明专利技术涉及电力电子功率柜监测技术领域,尤其涉及一种电力电子功率柜温度计算方法、系统、设备及存储介质,该方法通过两次不同密度的初始粗网格计算所得出的数据结果,获取网格密度与温度的相关性,利用网格密度与温度的相关性得出高密度下的电力电子功率柜温度,避免了高密度网格的逐一计算,降低了高密度网格的计算规模及计算难度,提高了计算效率,并且具有较高的准确性,为功率柜的设计、优化和性能评估提供了可靠的技术支持。同时,随着高密度网格的计算规模的降低,其对计算机内存和处理器资源占用空间大大降低,减少资源损耗。解决现有技术中存在的有限元法计算功率柜内部元件的温度时,计算网格密度大,计算时间长,计算效率低的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子功率柜监测,具体为一种电力电子功率柜温度计算方法、系统、设备及存储介质,尤其是一种基于有限体积法的电力电子功率柜温度计算方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
1、电力电子功率柜是一种用于电力电子设备和系统的装置,用于变换和调节电能的电压、电流以及功率。在电力系统中,电力电子功率柜扮演着重要角色,用于管理、控制和分配电能,因此,监测电力电子功率柜温度对电力电子设备和系统的稳定运行具有重要的作用。
2、为了准确计算功率柜内部元件的温度问题,通常使用有限元法或者有限体积法。其中,有限元分析法是通过将功率柜内部各元件划分为离散的小区域,并在每个小区域中计算温度,最后将这些小区域的温度数据进行离散化的数值计算得出近似的温度分布。这种方法需要构建复杂的网格,使得每个小区域的温度均可以近似地表示。由于功率柜内部结构的复杂性,以及温度计算准确性的要求,需要构建复杂的网格并进行大量的数值计算,特别是功率柜内部的高温零部件,为了获得准确的元件温度,需要更高的网格密度,这样就使得整体模型的网格密度迅速提高,导致计算时间很长,同时,有限元分析法对计算机的要求较高,构建高密度的网格和计算繁琐的数值会占用极高的内存和处理器资源,如果网格数量过多,则会导致计算效率降低,计算时间过长,甚至可能超出计算机容量限制,无法完成计算。有限元分析法的准确性和计算结果的精度与网格的选择和划分密切相关。不合适的网格划分可能会导致温度分布的不准确或者需要进一步细化网格来获得更高的准确性,进而会增加计算复杂度,导致资源损耗。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的有限元法计算功率柜内部元件的温度时,计算网格密度大,计算时间长,计算效率低的问题,本专利技术提供一种电力电子功率柜温度计算方法、系统、设备及存储介质。
2、为达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案予以实现:
3、本专利技术提供一种电力电子功率柜温度计算方法,包括以下步骤:
4、利用预建立的电力电子功率柜三维仿真模型,进行电力电子功率柜三维仿真;
5、根据电力电子功率柜三维仿真结果,获取指定工况下的网格和网格数量;
6、在指定工况下的网格中,获取两个不同密度的粗网格的温度数据;
7、利用两个不同密度的粗网格的温度数据,获取粗网格密度与温度的相关性;
8、根据粗网格密度与温度的相关性和网格数量,计算电力电子功率柜的温度。
9、进一步地,所述电力电子功率柜三维仿真模型包括不同工况下的电力电子元件的热特参数和算法模型。
10、优选地,所述两个不同密度的网格的温度数据为电力电子功率柜三维仿真结果中两个密度最小的网格的温度数据。
11、进一步地,所述粗网格密度与温度的相关性为:
12、logt=klogx+b
13、其中,t为温度,x为粗网格中网格数量,k和b均为指定工况下的常数。
14、进一步地,根据粗网格密度与温度的相关性和网格数量,计算电力电子功率柜的温度的方法为:
15、将两个不同密度的粗网格的网格数量和温度数据代入粗网格密度与温度的相关性中,得到指定工况下的两个相关性的常数;
16、将得到指定工况下的两个相关性的常数和网格数量,代入粗网格密度与温度的相关性中,计算得到电力电子功率柜的温度。
17、进一步地,电力电子功率柜的温度计算结束后,对电力电子功率柜的温度计算结果进行误差验证,方法为:
18、在控制所有变量不变的前提下,加大电力电子功率柜三维仿真模型中网格数量,进行二次仿真;
19、获取二次仿真指定工况下的网格和网格数量;
20、在取二次仿真指定工况下的网格中,获取取二次仿真两个不同密度的粗网格的温度数据;
21、利用取二次仿真两个不同密度的粗网格的温度数据,获取取二次仿真粗网格密度与温度的相关性;
22、根据取二次仿真粗网格密度与温度的相关性和网格数量,计算取二次仿真电力电子功率柜的温度;
23、将二次仿真电力电子功率柜的温度与电力电子功率柜的温度做差,得到差值;
24、将差值与二次仿真电力电子功率柜的温度之比乘以100%,得到电力电子功率柜的温度计算结果误差。
25、优选地,所述误差为0.49%。
26、一种电力电子功率柜温度计算系统,包括:
27、仿真模块:用于利用预建立的电力电子功率柜三维仿真模型,进行电力电子功率柜三维仿真;
28、网格获取模块:用于根据电力电子功率柜三维仿真结果,获取指定工况下的网格和网格数量;
29、网格选取模块:用于在指定工况下的网格中,获取两个不同密度的粗网格的温度数据;
30、相关性获取模块:用于利用两个不同密度的粗网格的温度数据,获取粗网格密度与温度的相关性;
31、温度计算模块:用于根据粗网格密度与温度的相关性和网格数量,计算电力电子功率柜的温度。
32、一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。
33、一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
34、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:
35、本专利技术一种电力电子功率柜温度计算方法,该方法通过建立电力电子功率柜三维仿真模型,进行电力电子功率柜三维仿真,获取指定工况下的网格和网格数量;然后,在指定工况下的网格中,获取两个不同密度的粗网格的温度数据,利用两个不同密度的粗网格的温度数据,获取粗网格密度与温度的相关性;最后,根据粗网格密度与温度的相关性和网格数量,计算电力电子功率柜的温度。即通过两次不同密度的初始粗网格计算所得出的数据结果,获取网格密度与温度的相关性,利用网格密度与温度的相关性得出高密度下的电力电子功率柜温度,避免了高密度网格的逐一计算,降低了高密度网格的计算规模及计算难度,提高了计算效率,并且具有较高的准确性,为功率柜的设计、优化和性能评估提供了可靠的技术支持。同时,随着高密度网格的计算规模的降低,其对计算机内存和处理器资源占用空间大大降低,减少资源损耗。
36、本专利技术还提供一种电力电子功率柜温度计算系统,通过设置用于建立电力电子功率柜三维仿真模型的模型建立模块、用于利用电力电子功率柜三维仿真模型,进行电力电子功率柜三维仿真的仿真模块、用于根据电力电子功率柜三维仿真结果,获取指定工况下的网格和网格数量的网格获取模块、用于在指定工况下的网格中,获取两个不同密度的粗网格的温度数据的网格选取模块、用于利用两个不同密度的粗网格的温度数据,获取粗网格密度与温度的相关性的相关性获取模块和用于根据粗网格密度与温度的相关性和网格数量,计算电力电子功率柜温度的温度计算模块,实现两次不同密度的初始粗网格计算所得本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,所述电力电子功率柜三维仿真模型包括不同工况下的电力电子元件的热特参数和算法模型。
3.根据权利要求1所述的电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,所述两个不同密度的网格的温度数据为电力电子功率柜三维仿真结果中两个密度最小的网格的温度数据。
4.根据权利要求1所述的电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,所述粗网格密度与温度的相关性为:
5.根据权利要求1所述的电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,根据粗网格密度与温度的相关性和网格数量,计算电力电子功率柜的温度的方法为:
6.根据权利要求1所述的电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,电力电子功率柜的温度计算结束后,对电力电子功率柜的温度计算结果进行误差验证,方法为:
7.根据权利要求6所述的电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,所述误差为0.49%。
8.一种电力电子功率柜温度计算系统,其特征在于,包括:
>9.一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
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【技术特征摘要】
1.一种电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,所述电力电子功率柜三维仿真模型包括不同工况下的电力电子元件的热特参数和算法模型。
3.根据权利要求1所述的电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,所述两个不同密度的网格的温度数据为电力电子功率柜三维仿真结果中两个密度最小的网格的温度数据。
4.根据权利要求1所述的电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,所述粗网格密度与温度的相关性为:
5.根据权利要求1所述的电力电子功率柜温度计算方法,其特征在于,根据粗网格密度与温度的相关性和网格数量,计算电力电子功率柜的温度的方法为:
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【专利技术属性】
技术研发人员:孙小平,娄彦涛,张恒禹,熊显智,庞清帅,李超,程晓绚,李嘉丰,
申请(专利权)人:西安西电电力系统有限公司,
类型:发明
国别省市:
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