[发明专利]一种户内变电站工频电场优化装置

说明书

本发明公开了一种户内变电站工频电场优化装置，包括：可行域确定单元，用于根据预先建立的户内变电站导线模型确定可行域范围；数据处理单元，用于对所述可行域范围内的模拟电荷通过天牛须算法进行迭代以确定模拟电荷分布；电场构建单元，用于根据所述模拟电荷分布确定所述户内变电站对应的工频电场。本发明通过数据处理单元对所述可行域范围内的模拟电荷通过天牛须算法进行迭代，以确定模拟电荷分布，电场构建单元根据模拟电荷分布确定户内变电站对应的工频电场，从而通过天牛须优化方法自动寻求最佳模拟电荷位置，可以提高工频电场数值计算效率和精度。

技术领域

本发明涉及电力系统分析技术领域，特别是一种户内变电站工频电场优化装置。

背景技术

模拟电荷法是将带电设施表面连续分布的自由电荷用位于计算场域边界之外的虚设的一组数量有限、布置在一定几何位置上、离散化的模拟电荷替代，进而计算分 析设施周围工频电场的一种电磁场数值计算方法。基于获取的模拟电荷量值，可近似 求得原连续分布电荷在空间任意一点处产生的电场。一般情况下，越多的模拟电荷， 越合理的模拟电荷位置，电场计算精度越高。

在应用传统模拟电荷法对复杂输变电设施(电极)产生的工频电场进行计算时，若设施(电极)形状复杂导致计算规模大，则难以找到模拟电荷的最佳配置方式,必 然出现布点过程繁琐、复杂电极难以合理布点的缺点，成为其进行大规模、高精度电 场计算的瓶颈。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种户内变电站工频电场优化装 置，以快速获取最佳模拟电荷位置，提高工频电场数值计算效率和精度。

本发明的目是通过这样的技术方案实现的，一种户内变电站工频电场优化装置，包括：

可行域确定单元，用于根据预先建立的户内变电站导线模型确定可行域范围；

数据处理单元，用于对所述可行域范围内的模拟电荷通过天牛须算法进行迭代以确定模拟电荷分布；

电场构建单元，用于根据所述模拟电荷分布确定所述户内变电站对应的工频电场。

可选的，所述可行域确定单元在根据预先建立的户内变电站导线模型确定可 行域范围之后，还配置用于在所述模拟电荷位于所述户内变电站导线模型平面的正 下方设置预设数量的匹配点，以及在任意两个所述匹配点之间设置校验点。

可选的，所述数据处理单元在可行域范围内的模拟电荷通过天牛须算法进行迭代，还配置为：在所述可行域范围内定义多个模拟电荷点，且将所述模拟电荷点设置 为具有方向不同的两须；

以及对于任意所述模拟电荷点，根据其两须之间的距离以及预设步长对所述模拟电荷的位置进行更新，直到满足条件：

step^k＝a×step^k-1+0.001

d^k＝c×d^k-1+d₀

其中，step为模拟电荷点移动的速度，d为模拟电荷点两须之间的距离，k为当 前迭代次数，a为0～1之间的常数，c和d₀为大于0的常数。

可选的，所述数据处理单元用于在可行域范围内的模拟电荷通过天牛须算法进行迭代时，还配置用于根据所述可行域范围的上限设置初始步长，并将所述初始步长 赋值给所述预设步长，且使所述预设步长根据迭代次数的增加基于所述初始步长减小。

可选的，所述数据处理单元配置的模拟电荷点的两须包括相对设置的左须和 右须，所述数据处理单元在对所述可行域范围内的模拟电荷通过天牛须算法进行迭 代时，还配置用于：

基于预先生成的空间单位随机向量确定模拟电荷点的所述左须的适应度值和模拟电荷点的所述右须的适应度值；