粒子群算法应用于避雷器均压环配置优化

合适的均压环配置即均压环数量和参数能使避雷器电阻片的电压承担率分布更加均匀,均压环数量、参数与电压承担率之间存在着复杂的多维非线性关系,均压环最优配置难于求解但易于评估。为了研究该问题,应用粒子群算法对均压环配置进行优化计算,以最大电压承担率为目标,建立不同个数均压环的优化模型,根据个体适应度值自适应调节惯性权重以提高种群的全局与局部寻优能力。算例结果表明:对500 kV避雷器配置3个均压环和配置2个均压环进行优化计算,优化后最大电压承担率分别为1.104和1.143,均小于1.15,满足相关要求。其中,前者优化后均压效果更为显著;后者优化后结构更为简单。     

微分进化算法结合有限元应用于避雷器均压环优化

避雷器安装均压环能有效改善电阻片的电压承担率分布情况,均压环优化是以均压环管径、环径、罩入深度为优化自变量,最大电压承担率umax和均压环表面最大场强Emax为因变量,其中,umax为目标函数,Emax小于起晕场强为约束条件,均压环的最优参数难于求解但易于评估。为解决这一问题,采用微分进化算法结合有限元对750 kV避雷器均压环进行了优化计算,优化结果表明:优化后的避雷器电阻片电压承担率分布均匀程度改善明显,电阻片最大电压承担率umax由1.429降低至1.108,均压环表面最大场强由2.555 kV/mm改善至1.673 kV/mm,均满足相关标准要求。     

基于支持向量机的避雷器均压环结构优化

为保证变电站避雷器工作的稳定性,应尽可能降低其内部电阻片最大电压承担率,而降低电压承担率可通过改变均压环结构来实现。鉴于电压承担率与均压环结构的关系异常复杂,难以建立准确的数学模型,提出了利用避雷器2维对称模型仿真结果来建立均压环结构对电压承担率影响关系的支持向量机模型;然后基于该支持向量机模型,以最大电压承担率最小化为目标,并对均压环表面场强加以约束,利用微分进化算法求解得到了均压环的最优结构。算例优化结果表明,避雷器2个均压环表面电场强度最大值分别下降了43.24%和32.21%,内部电阻片最大电压承担率下降为1.088,避雷器工作性能明显改善。最后通过对比验证了所提方法的有效性。     

特高压无间隙金属氧化物避雷器均压电容柱电位分布研究

超、特高压避雷器电位分布的改善通常采用综合均压措施,即在高压端加均压环,同时在避雷器元件上并联均压电容柱。虽然均压电容柱能有效改善避雷器电压分布,但也带来了性能难以检验及参数选择不当会使避雷器运行可靠性下降等诸多不安全因素。通常均压柱中电容器电容比避雷器电阻片电容小很多,电容柱自身的电位分布比电阻片柱更不均匀,局部电容器的荷电率很高,会导致其加速老化,直至毁坏。文中采用有限元法建立1 000kV交流系统无间隙金属氧化物避雷器挂网运行时的三维仿真模型,在给定的均压环配置基础上,计算分析了均压电容柱的电位分布,得出电容值和电容器、垫片的排布对电容柱电位分布的影响显著,特别是避雷器元件两端靠近法兰的电容器承担的电压需要关注,必须合理选择电容器参数,为特高压避雷器均压电容器参数的合理选取提供参考依据。     

换流阀的通断对阀塔避雷器均压环表面电场的影响

为分析换流阀的通断对阀塔避雷器均压环的影响,采用静电场有限元数值方法,在阀厅整体模型中,对阀塔避雷器均压环表面的电场分布情况进行分析。首先基于12脉动整流电路的原理,分析了换流阀各阀组件在计算时的加载方式,然后结合仿真得到阀厅设备在额定功率和轻载运行时的电位波形。采用静电场瞬时加载法求解,得到各种运行工况下阀塔避雷器均压环场强分布云图和最大值分布规律。通过分析阀塔避雷器均压表面的最大场强与换流阀的导通截止状态发现,在当前设计方案及配置条件下,截止状态下的阀塔避雷器均压环最大场强较导通状态下偏高。这表明换流阀在截止时对周围均压环电场产生的影响较开通时影响更大,这为后续阀厅金具设计优化提供更切合实际、更为准确的计算思路,具有重要的指导意义。     

计及金属塔和母线效应的悬挂式避雷器电场计算及结构优化

建立了悬挂于金属塔上计及高压母线效应时的金属氧化物避雷器三维静电场模型,利用有限元数值方法计算了这一静电场分布.定义了避雷器阀片电压偏差,提出了以阀片电压偏差最小化为目标的避雷器设计方法.研究了均压环的不同组合、均压环小环径和阀片的介电常数对阀片电压最大偏差的影响.利用最小二乘法和分离变量法拟合了目标函数与均压环直径、悬挂高度的关系,为避雷器的结构优化奠定了理论基础,也为其他电力设备的优化提供了一条途径.     

500kV站用绝缘子串均压环优化设计

为改善500 kV港城变电站电晕放电现象,根据其绝缘子串布置情况,利用有限元计算方法,在ANSYS中建立悬垂串与双联串仿真模型,研究均压环不同结构参数对绝缘子串电压、电场分布的影响,得到最优均压环结构参数。仿真结果表明,500 kV悬垂串均压环最佳结构参数为:罩深230 mm、环径660 mm、管径70 mm,均压环表面最大场强峰值可降至14.5 kV/cm;双联串均压环最佳结构参数为:屏蔽绝缘子片数3、管径100 mm、与绝缘子距离90 mm,均压环表面最大场强峰值可降至14.7 kV/cm。计算结果证明,优化后的均压环明显改善绝缘子串电压分布,降低了单片绝缘子承担的最大电压,并使均压环表面最大场强峰值低于20 kV/cm。     

电阻片电容量对500 kV罐式避雷器电位分布的影响

无间隙金属氧化物避雷器在通常工作情况下电压沿轴线分布不均匀。承担电压较大的电阻片同时承担较大的热应力,这样会加速电阻片的劣化。因此,改善避雷器电压沿轴线分布,使其分布更加均匀就显得十分必要。避雷器电阻片的电压分布主要取决于避雷器几何结构和采用的材料2个方面。通过建立3D有限元模型,对500kV GIS用一相一罐式金属氧化物避雷器内部电场强度分布进行了计算,从均压环和避雷器电阻片主电容2个方面进行讨论,并给出一套合理的均压措施。     

500 kV瓷套式氧化锌避雷器电位分布的有限元分析与实验研究

荷电率是设计氧化锌避雷器的一项关键指标。针对一500 kV瓷外套式氧化锌避雷器,首先应用有限元方法,通过设置合理的计算边界来简化开域电场问题的求解,并采用耦合自由度的方法解决电位悬浮导体问题,计算了避雷器中的电位分布;接着在避雷器最大持续运行电压下,采用光纤-电流法,通过测量避雷器中电阻片的轴向电压分布,验证了计算方法的正确性和有效性;然后分析了计算边界大小、均压环参数、安装高度等对电位分布的影响。发现:增大安装高度,可使上节和下节MOA的电压分布系数趋于理想;下均压环对改善电位分布的作用最为显著。     

750 kV避雷器阀片电压最大偏差的多变量拟合

利用有限元法建立和分析了750 kV避雷器置于地面时的2D轴对称静电场模型,提出了以避雷器阀片电压偏差最小化为目标函数的避雷器设计方法。在拟合目标函数与各均压环直径、悬挂高度单变量的基础上,结合最小二乘法,求解出阀片电压最大偏差与所有均压环直径和悬挂高度的多变量关系。设定这些变量的取值范围后,求取了该表达式的最小值,从而设计出了阀片电压偏差最小时的所有均压环排列。该最小值与有限元计算结果的一致性说明,多变量拟合所得阀片电压最大偏差与各均压环尺寸间的关系揭示了物理量间的内在规律,为优化设计避雷器甚至其它电力设备提供了一条途径。     

混合粒子群算法在PSS参数优化中的应用

通过采用一种新的混合粒子群算法对多机系统的电力系统稳定器(PSS)进行参数优化,以达到更好的低频振荡抑制效果.引入交叉操作的混合粒子群优化算法是一种应用于连续空间的、具有较好的全局搜索能力和寻优速度的改进粒子群算法(PSO).用Matlab软件进行仿真,结果表明,该方法设计的PSS稳定性有较大提高.     

采用改进鲸鱼算法的配电网综合优化

为了解决配电网重构与无功优化问题,将线路开关与无功补偿容量同时作为控制变量对配电网进行综合优化.建立以网络损耗、电压改善度、负荷均衡度和开关动作次数为目标的配电网综合优化模型.针对传统鲸鱼算法初始种群分布不均、缺少全局交流、容易陷入局部最优等问题,利用Sobol序列生成分布更均匀的初始鲸群,引入自适应权重调整系数,改进...     

基于粒子群算法的电磁装置优化设计

简要介绍了粒子群的算法及其特点,详细分析了粒子群算法和罚函数法相结合应用于电磁装置优化设计的若干问题。以某型号电磁继电器优化设计为例进行例示。设计结果证明了该算法的有效性。     

基于动态多种群粒子群算法的无功优化

提出了一种基于动态多种群策略的改进粒子群算法。该算法将传统粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)中的种群划分成多个子群,每个子群相对独立地朝同一目标进化,仅通过一种轮形结构的弱联系进行交流。在进化过程中各种群不断分裂和聚类重组,动态调整种群规模以更好地适应进化。该算法可以较好地避免PSO算法过快收敛于局部最优解,并且有较快的收敛速度。文中将该算法应用于求解电力系统无功优化问题,并与标准PSO算法的性能进行了对比,仿真计算证明该算法是有效、可行的。     

基于粒子群算法的VSC-HVDC控制参数优化

随着大功率电力电子技术的发展,电压源型直流输电得以实现,为了简化这种新型的直流输电方式控制器设计和提高系统鲁棒性,采用了结合PI控制器的双闭环控制。以两端均为有源网络的电压源型直流输电系统为研究对象,以Matlab/Simulink为研究平台,利用粒子群优化算法,对VSC控制器参数进行了优化。建立直流输电的暂态数学模型,据此分析其控制器结构,选定需要优化的控制参数。将粒子群算法程序与直流输电仿真模型结合进行仿真计算,通过多次迭代得出优化的控制器参数,并与原始参数进行系统性能对比,验证该方法的可行性。     

基于鸡群算法的微网经济运行优化

文中分析微网中微电源包括光伏发电、风力发电、微燃机、柴油发电机和燃料电池的电气特性,构建微电网优化运行的模型,以微网的经济成本和环境成本最小为目标函数,充分考虑了电压越限、功率平衡、微电源出力限制等约束条件,应用鸡群算法进行求解。解决了粒子群算法易早熟、易陷入局部最优解的问题。并通过典型的微网系统进行仿真分析,仿真结果验证了该算法的有效性。     

Optimization of electrothermal manufacturing

An approach to the optimal designing of electrothermal manufacturing equipped with induction heaters taking into account the power-supply system has been considered.     

多背压凝汽器的优化

本文从传热学和热力学的基本原理出发，利用严格的数学分析，导出了多背压凝汽器平均冷凝温度和多背压凝汽器熵产生数，以级数、传热单元数等参数表达的关系式。提出了多背压凝汽器平均冷凝温度和多背压凝汽器熵产生数达到极小值所应满足的条件。得出了多背压凝汽器设计应遵循的原则。     

Optimization of cable terminations

This paper describes a study of various termination constructions for medium voltage cross-linked polyethylene (XLPE) power cables. A special device was used for electrical field measurements around the cable termination which made it possible to monitor how stress relief materials with different permittivity and placement of isolated or grounded embedded electrodes (EE) affected electrical stress grading. The results of measurements for each configuration were examined by mathematical modeling based on the finite element method (FEM). Finally, the selected constructions of cable termination have passed severe test conditions with load cycling     

基于序优化方法的主动配电网调度优化决策

近年来,随着可再生能源发电技术快速发展,电网中可再生能源的渗透率不断提高。主动配电网技术被认为是实现可再生能源高效消纳的一种有效解决方案。主动配电网的调度决策深刻影响着配电网的可靠性与经济性,是主动配电网实现其应用价值的核心技术,因此研究主动配电网的调度优化决策方法具有重要的现实意义。该文针对同时具有分布式光伏、风电以及储能设备的主动配电网,建立了考虑分布式电源特性与电价影响的主动配电网调度优化决策模型,并利用序优化方法进行快速高效求解,得到主动配电网在运行周期内的最优调度策略。最后,利用某实际配电网的算例验证了该文提出的主动配电网调度优化决策方法的有效性。