本發(fā)明涉及變壓器，尤其涉及一種油浸式變壓器繞組溫度場確定方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、油浸式電力變壓器是電力系統(tǒng)實現(xiàn)電能傳輸和電壓轉(zhuǎn)換的核心樞紐設(shè)備。當變壓器遭受突發(fā)短路或嚴重過載時，可能導致繞組溫度升高，這不僅會縮短內(nèi)部絕緣材料壽命，也會使導線機械強度變小，使其更容易在電動力作用下發(fā)生破壞或變形。因此，繞組溫度和熱點溫度是反映油浸式變壓器運行穩(wěn)定性和安全性的重要指標，快速獲取變壓器運行過程中的繞組溫度及熱點溫度對于實時掌握其運行狀況與早期故障預(yù)警具有重要意義。

2、受到變壓器結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場應(yīng)用的限制，繞組溫度難以直接測量得到，通過多物理場耦合建模與仿真計算是獲取變壓器繞組溫度分布的主要技術(shù)手段。一般說來，各物理場對應(yīng)的邊值問題可以通過不同數(shù)值方法轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的離散方程組進行求解，但由于大型電力變壓器溫度場計算過程的離散方程組具有階數(shù)高和非線性強的特點，使得求解這些高階非線性方程組需要耗費大量的時間成本和數(shù)據(jù)存儲成本，難以滿足工程應(yīng)用需求。

3、相關(guān)技術(shù)中可以通過引入降階算法的方式進行求解，即通過采用遠少于原數(shù)值系統(tǒng)的計算階數(shù)獲得較為精確的數(shù)學描述，同時將計算誤差限制在一定范圍內(nèi)。但是在求解過程中建立的代理模型誤差較大，導致最后得到的溫度場分布也存在較大誤差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供了一種油浸式變壓器繞組溫度場確定方法及裝置，以提高油浸式變壓器繞組溫度場的確定精度，快速準確地獲得變壓器繞組的溫度分布。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種油浸式變壓器繞組溫度場確定方法，包括：

3、根據(jù)目標工況和預(yù)先建立的離散點溫度模型，確定所述目標工況下油浸式變壓器繞組的多個離散點溫度；其中，所述離散點溫度模型是根據(jù)不同種類的采樣工況和每種采樣工況下的場域內(nèi)部對應(yīng)的多個離散點溫度確定的；

4、根據(jù)所述多個離散點溫度和預(yù)先建立的繞組溫度場分析模型，確定所述油浸式變壓器繞組的溫度場分布；其中，所述繞組溫度場分析模型，是根據(jù)所述油浸式變壓器在第一預(yù)設(shè)數(shù)量的不同種類的采樣工況下的溫度場分布，以及所述目標工況下的場域內(nèi)部的第二預(yù)設(shè)數(shù)量的離散點溫度確定的。

5、在一種可能的實現(xiàn)方式中，在根據(jù)所述多個離散點溫度和預(yù)先建立的繞組溫度場分析模型，確定所述油浸式變壓器繞組的溫度場分布之前，還包括：

6、獲取第一預(yù)設(shè)數(shù)量的不同種類的采樣工況下的溫度場分布；

7、根據(jù)所有采樣工況下的溫度場分布，建立快照矩陣；

8、基于所述快照矩陣，確定降階模態(tài)矩陣和模態(tài)系數(shù)矩陣；

9、選取第二預(yù)設(shè)數(shù)量的離散點；

10、根據(jù)目標工況下所述離散點對應(yīng)的離散點溫度，構(gòu)建離散點溫度矩陣；

11、根據(jù)所述離散點溫度矩陣、所述降階模態(tài)矩陣和所述模態(tài)系數(shù)矩陣，確定反演矩陣；

12、基于所述離散點溫度矩陣、所述反演矩陣和所述降階模態(tài)矩陣，建立繞組溫度場分析模型。

13、在一種可能的實現(xiàn)方式中，基于所述快照矩陣，確定降階模態(tài)矩陣和模態(tài)系數(shù)矩陣，包括：

14、對所述快照矩陣進行奇異值分解，得到所述快照矩陣的奇異值表示；

15、根據(jù)所述快照矩陣的奇異值表示，進行本征正交分解，得到所述快照矩陣的降階模態(tài)表示；

16、基于所述快照矩陣的降階模態(tài)表示，確定降階模態(tài)矩陣和模態(tài)系數(shù)矩陣。

17、在一種可能的實現(xiàn)方式中，根據(jù)所述離散點溫度矩陣、所述降階模態(tài)矩陣和所述模態(tài)系數(shù)矩陣，確定反演矩陣，包括：

18、根據(jù)所述離散點溫度矩陣，確定每個離散點的節(jié)點編號；

19、根據(jù)所述離散點溫度矩陣、每個離散點的節(jié)點編號和所述模態(tài)系數(shù)矩陣，從所述降階模態(tài)矩陣中選取與所述離散點對應(yīng)的節(jié)點編號一致的行向量，得到反演矩陣。

20、在一種可能的實現(xiàn)方式中，在根據(jù)目標工況和預(yù)先建立的離散點溫度模型，確定所述目標工況下油浸式變壓器繞組的多個離散點溫度之前，還包括：

21、獲取多種不同種類的采樣工況和每種采樣工況下的場域內(nèi)部對應(yīng)的離散點溫度；

22、基于多種采樣工況、每種采樣工況對應(yīng)的離散點溫度和響應(yīng)面模型，建立油浸式變壓器繞組的采樣工況和離散點溫度之間的離散點溫度模型。

23、在一種可能的實現(xiàn)方式中，在根據(jù)所述多個離散點溫度和預(yù)先建立的繞組溫度場分析模型，確定所述油浸式變壓器繞組的溫度場分布之前，還包括：

24、在目標工況下，通過所述油浸式變壓器繞組處設(shè)置的多個傳感器，獲得所述油浸式變壓器繞組的多個離散點的實測溫度；

25、確定每個離散點對應(yīng)的實測溫度和離散點溫度之間的溫度差值；

26、判斷所述溫度差值是否大于預(yù)設(shè)閾值；

27、若所述溫度差值大于所述預(yù)設(shè)閾值，則根據(jù)所述實測溫度，調(diào)整所述離散點溫度模型。

28、在一種可能的實現(xiàn)方式中，根據(jù)所述離散點溫度矩陣、每個離散點的節(jié)點編號和所述模態(tài)系數(shù)矩陣，從所述降階模態(tài)矩陣中選取與所述離散點對應(yīng)的節(jié)點編號一致的行向量，得到反演矩陣，包括：

29、根據(jù)表達式：確定反演矩陣；

30、式中，td表示離散點溫度矩陣，pj表示所述反演矩陣中第j個離散點對應(yīng)的行向量，αj表示所述模態(tài)系數(shù)矩陣中第j個離散點對應(yīng)的模態(tài)系數(shù)，u'k表示所述降階模態(tài)矩陣中離散點對應(yīng)的第k個節(jié)點編號的行向量，j表示第j個離散點，d表示離散點的總數(shù)量，k表示第k個節(jié)點編號，tdj表示所述離散點溫度矩陣中第j個離散點對應(yīng)的行向量，index(tdj)表示第j個離散點對應(yīng)的節(jié)點編號，k＝index(tdj)表示所述降階模態(tài)矩陣第k個節(jié)點編號與第j個離散點的節(jié)點編號相對應(yīng)。

31、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述繞組溫度場分析模型的表達式為：

32、t＝u'p-1td；

33、式中，t表示快照矩陣，u'表示降階模態(tài)矩陣，p表示反演矩陣，td表示離散點溫度矩陣。

34、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述離散點溫度模型的表達式為：

35、tdx＝xβ；

36、式中，tdx表示第x個離散點溫度，x表示繞組的采樣工況對應(yīng)的參數(shù)矩陣，β表示多項式系數(shù)矩陣。

37、第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種油浸式變壓器繞組溫度場確定裝置，包括：

38、第一確定模塊，用于根據(jù)目標工況和預(yù)先建立的離散點溫度模型，確定所述目標工況下油浸式變壓器繞組的多個離散點溫度；其中，所述離散點溫度模型是根據(jù)不同種類的采樣工況和每種采樣工況下的場域內(nèi)部對應(yīng)的多個離散點溫度確定的；

39、第二確定模塊，用于根據(jù)所述多個離散點溫度和預(yù)先建立的繞組溫度場分析模型，確定所述油浸式變壓器繞組的溫度場分布；其中，所述繞組溫度場分析模型，是根據(jù)所述油浸式變壓器在第一預(yù)設(shè)數(shù)量的不同種類的采樣工況下的溫度場分布，以及所述目標工況下的場域內(nèi)部的第二預(yù)設(shè)數(shù)量的離散點溫度確定的。

40、本發(fā)明實施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是：

41、本發(fā)明實施例通過油浸式變壓器不同種類的采樣工況和每種采樣工況下的場域內(nèi)部對應(yīng)的多個離散點溫度，建立離散點溫度模型，可以建立油浸式變壓器的采樣工況與離散點溫度之間的關(guān)系；以及通過油浸式變壓器不同種類的采樣工況下的溫度場分布和目標工況下的場域內(nèi)部的離散點溫度，建立繞組溫度場分析模型，是考慮到離散點溫度與外部工況之間有較大的相關(guān)關(guān)系，離散點溫度與溫度場分布之間有較大的相關(guān)關(guān)系；再通過目標工況下油浸式變壓器繞組的多個離散點溫度和預(yù)先建立的繞組溫度場分析模型，確定油浸式變壓器繞組的溫度場分布，可以從離散點溫度快速準確地推導至全場域溫度，提高得到的油浸式變壓器繞組溫度場分布的精度。