[发明专利]一种电抗器电感值的计算方法

说明书

本发明提供了一种电抗器电感值的计算方法，包括以下步骤：S1、根据电抗器的结构，建立含有待定参数的电感计算灰箱模型公式；S2、利用数值模拟法得到不同结构参数的电感数据集；S3、利用改进差分进化算法对电感数据集进行参数识别，得到最终的待定参数，确定最终的电感计算公式；S4、对新的电感计算公式进行检验。本发明所述的一种电抗器电感值的计算方法，将灰箱模型和参数识别有效结合，和传统的电感计算模型相比，达到了高精度、低误差的目的。

技术领域

本发明属于电气设备设计生产技术领域，尤其是涉及一种电抗器电感值的计算方法。

背景技术

目前，随着电气工程行业的发展与进步，电抗器作为改善电压分布、减少线路功率损耗、防止自励磁谐振以及产生高电压的主要设备，在电力系统中发挥着至关重要的作用。电感值作为电抗器的一大重要参数，高精度的电感值对电抗器的质量效果起着决定性作用。

油浸式空心电抗器是电力系统的基础部件，广泛用于电力系统的输配电网络中。空心电抗器在使用中起到了限流、稳压以及无功补偿的作用。电感器的电感计算分析方法有解析法、有限元法和实验法。空心电抗器不包括铁芯结构，现阶段工业设计生产中通常采用的解析法误差通常在1％左右，误差大、计算速度很快且推导复杂。有限元法基于建模，对电抗器模型进行了仿真计算，误差通常在0.1％-0.5％，误差小、建模复杂且计算速度很慢。因此，如何降低电感的计算误差、计算速度以及可将测量值一并考虑的电感计算方法成为了一个值得关注的问题。

综上所述，为了有效提升电感计算的准确性，建立了一种高精度、动态的电感计算模型，进一步提高油浸式空心电抗器的质量；

传统的电感计算往往采用解析法；解析法一大主要的缺点就是精度较低，而且建模复杂；因此本发明提出了一种基于差分进化算法的电感计算灰箱模型。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电抗器电感值的计算方法，以解决现有的电感计算采用解析法精度较低，而且建模复杂的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电抗器电感值的计算方法，包括以下步骤：

S1、根据电抗器的结构，建立含有待定参数的电感计算灰箱模型公式；

S2、利用数值模拟法得到不同结构参数的电感数据集；

S3、利用改进差分进化算法对电感数据集进行参数识别，得到最终的待定参数，确定最终的电感计算公式；

S4、对新的电感计算公式进行检验。

进一步的，步骤S1中建立电感计算灰箱模型公式的具体过程如下：

选取电抗器的线圈匝数N、内径Rin、高度H以及缠绕厚度W作为整体设计参量，通过控制变量法确定电感值与匝数为平方关系，与线圈内径和线圈缠绕厚度成正比关系，与高度成反比关系；

基于上述参数和比例关系，初步构建含有待定参数的电感计算灰箱模型公式为：

其中，D_av＝2×R_in+W是螺线管的平均直径。

进一步的，步骤S2中数值模拟法为建立电抗器三维有限元场-路耦合模型进行仿真。

进一步的，步骤S3中利用改进差分进化算法对电感数据集进行参数识别，得到最终的待定参数包括以下步骤：

S301、根据步骤S2中的电感数据集，进行初始化操作，产生初始化种群；

S302、计算初始化种群中的每个电感参数的适应值；

S303、根据个体化变异公式对初始化种群中的个体进行变异操作，得到变异后的个体；