[发明专利]一种GIS设备温度场降阶快速仿真的方法

说明书

本发明公开了一种GIS设备温度场降阶快速仿真的方法及装置，所述方法包括如下步骤：步骤S1，根据考察对象的物理结构，建立考察对象的三维几何仿真模型，并利用有限元仿真软件对所建立的三维仿真模型进行多组工况仿真以获得多组三维温度场仿真分析的结果；步骤S2，根据建立的三维几何仿真模型以及温度场三维仿真结果，通过特征点提取和特征点上温度信息数据关联，将温度场三维仿真结果提取为温度场一维数据组；步骤S3，改变不同的输入条件通过步骤S1仿真，并根据步骤S2提取得到对应的输入一维数据组和温度场一维数据组构建训练样本库，构建训练模型并利用训练样本库的样本利用机器学习软件进行学习，生成降阶模型。

技术领域

本发明涉及电气工程和电数据处理技术领域，特别是涉及一种GIS(GASinsulated SWITCHGEAR，气体绝缘全封闭组合电器)设备温度场降阶快速仿真的方法。

背景技术

有限元仿真作为一种通用的分析手段能都到达很高的仿真模型精度，但是对于运行三维瞬态分析的大型模型来说，这种方法在计算上是很昂贵的，同时消耗的资源和时间也是巨大的，所以，快速仿真技术在三维瞬态实时分析中显得尤其重要。

模型降阶技术很早就在自动控制和电路系统领域得到应用，也一直是超大规模电路设计自动化软件的理论基础之一。但这一基本而又朴素的思想，作为一类具有理论依据较为系统的数学方法还是近些年的事情，如何将大规模复杂系统在一定条件下转化为较小规模近似降阶系统，并满足降阶系统与原系统误差足够小，尽可能保持原系统稳定性、无源性和结构特性等主要性能，同时降阶算法稳定高效等，也是当前业界致力解决的问题。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种GIS设备温度场降阶快速仿真的方法，以实现基于外部温度传感器数据，实现实时仿真分析GIS内部温度分布情况的目的。

为达上述目的，本发明提出一种GIS设备温度场降阶快速仿真的方法，包括如下步骤：

步骤S1，根据考察对象的物理结构，建立考察对象的三维几何仿真模型，并利用有限元仿真软件对所建立的三维仿真模型进行多组工况仿真以获得多组三维温度场仿真分析的结果；

步骤S2，根据建立的三维几何仿真模型以及温度场三维仿真结果，通过特征点提取和特征点上温度信息数据关联，将温度场三维仿真结果提取为温度场一维数据组，即建立三维温度场与温度场一维数据组M的降阶对应关系；

步骤S3，改变不同的输入条件通过步骤S1仿真，并根据步骤S2提取得到对应的输入一维数据组和温度场一维数据组构建训练样本库，构建训练模型并利用训练样本库的样本利用机器学习软件进行学习，生成降阶模型。

优选地，于步骤S3后，还包括如下步骤：

步骤S4，选取一组在输入范围内的数据，通过降阶模型获得输出数据组，并将输出结果根据提取的特征点对应赋值到步骤S1建立的三维几何仿真模型上，根据温度分布的连续性，在所述三维几何仿真模型上反演出三维温度场分布；

步骤S5，选取一组在输入范围内的数据，对比其根据步骤S4得到的反演的三维温度场分布以及根据步骤S1得到的有限元仿真的三维温度场分布，获得两者温度场分布的误差，根据误差确定是否重新训练得到新的降阶模型。

优选地，步骤S1进一步包括：

步骤S100，根据考察对象GIS设备的物理结构，建立GIS设备进行有限元/有限体积法温度场仿真的仿真模型；

步骤S101，确定所述仿真模型的输入、输出，在有限元仿真软件中运行多组工况对所述仿真模型利用有限元/有限体积法进行温度场仿真，输出GIS设备的内部温度场分布。

优选地，步骤S2进一步包括：

步骤S200，根据步骤S1建立的三维几何仿真模型，根据实际模型的复杂程度拆分模型；