本發(fā)明涉及配電柜，具體為一種高低壓配電柜控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在電力系統(tǒng)中，高低壓配電柜作為電能分配和控制的關(guān)鍵設(shè)備，其運行狀態(tài)直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，隨著電力系統(tǒng)的日益復(fù)雜和智能化水平的提升，對配電柜的監(jiān)控和管理提出了更高的要求，傳統(tǒng)的配電柜控制方法大多依賴于人工巡檢和定期維護，存在效率低下、反應(yīng)滯后等問題，難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對安全性和可靠性的需求。

2、在配電房的運維管理中，檢修人員的安全是首要考慮的因素，然而，由于配電房內(nèi)存在大量的電氣設(shè)備和高強度的電磁場，檢修人員在作業(yè)過程中面臨著觸電、電磁輻射等潛在風(fēng)險，傳統(tǒng)的安全監(jiān)控手段，如設(shè)置安全警示標志、安裝監(jiān)控攝像頭等，雖然在一定程度上提高了安全性，但無法實時、準確地評估檢修人員所處的電磁環(huán)境，從而無法有效預(yù)防電磁輻射超標等安全隱患。

3、此外，配電柜內(nèi)三相母線的電流大小和相位關(guān)系直接影響到配電房的電磁場分布，在配電房的設(shè)計和運維過程中，需要準確測量和計算配電柜產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，以評估其對周圍環(huán)境的影響，然而，傳統(tǒng)的測量方法大多依賴于人工手持儀器進行定點測量，不僅效率低下，而且難以全面反映配電房的電磁場分布情況。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、（一）解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高低壓配電柜控制方法及系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測檢修人員和配電柜的坐標信息，準確計算配電柜產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，并考慮金屬障礙物的影響，對配電房內(nèi)的電磁場進行精確評估，同時，該方法還根據(jù)電磁場的變化梯度對配電室空間進行網(wǎng)格劃分，并根據(jù)檢修人員的實時位置進行動態(tài)調(diào)整，從而實現(xiàn)對配電柜的智能化控制和管理，不僅提高了配電房的安全性和可靠性，還降低了運維成本，具有重要的實際應(yīng)用價值。

3、（二）技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種高低壓配電柜控制方法，包括：

5、選擇配電房內(nèi)任一固定點作為原點建立坐標系，使用定位設(shè)備獲取檢修人員和配電柜在配電房內(nèi)的坐標；

6、測量配電柜內(nèi)三相母線的電流大小，在配電室內(nèi)選擇任一點p作為觀察點，得到每一相母線在觀察點p產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，根據(jù)三相母線之間的相位差，將三相母線在觀察點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度進行矢量合成，得到當(dāng)前配電柜在觀察點p的磁感應(yīng)強度；

7、當(dāng)金屬障礙物存在時，使用電磁場仿真軟件建立包含金屬障礙物的電磁場模型，計算金屬障礙物的增強因子和減弱因子，遍歷配電室內(nèi)的每個配電柜，獲得觀察點p處產(chǎn)生的總磁感應(yīng)強度；

8、將配電室空間劃分為若干個網(wǎng)格單元，計算每個網(wǎng)格單元中觀察點的磁感應(yīng)強度，根據(jù)相鄰網(wǎng)格單元之間磁感應(yīng)強度的變化梯度，對網(wǎng)格單元大小進行調(diào)整，若當(dāng)前網(wǎng)格單元的磁感應(yīng)強度超過安全閾值時，標記當(dāng)前網(wǎng)格單元，反之，不作處理；

9、根據(jù)檢修人員的實時坐標，計算檢修人員與標記網(wǎng)格單元中心點的相對距離，當(dāng)檢修人員與標記網(wǎng)格單元中心點的相對距離小于安全距離時，獲取電流和相位的調(diào)整量對配電柜進行調(diào)整。

10、進一步的，得到每一相母線在觀察點p產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，包括：

11、對于每一相母線，將其視為由若干個電流元組成，對于母線上的每一個電流元，計算其在觀察點p產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度微元，計算公式如下：

12、；其中，表示磁感應(yīng)強度微元，表示真空中的磁導(dǎo)率，表示電流元上的電流大小，表示電流元的長度矢量，表示電流元到觀察點的位置矢量，r表示的模長；

13、對每一相母線上的所有電流元進行積分，得到該母線在觀察點p產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度：，其中，表示母線i在觀察點p產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，i表示母線相別，。

14、進一步的，根據(jù)三相母線之間的相位差，將三相母線在觀察點p產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度進行矢量合成，得到當(dāng)前配電柜在觀察點p的磁感應(yīng)強度：，其中，表示第k個配電柜在觀察點p的磁感應(yīng)強度，表示配電柜的編號，表示磁感應(yīng)強度的大小，表示相位角，表示虛數(shù)單位。

15、進一步的，獲得觀察點p處產(chǎn)生的總磁感應(yīng)強度，包括：

16、運行電磁場仿真軟件，對電磁場模型進行仿真計算，記錄金屬障礙物存在時，觀察點p處的磁感應(yīng)強度，同樣的，記錄無金屬障礙物時觀察點p處的磁感應(yīng)強度，計算金屬障礙物的增強因子和減弱因子：，其中，s表示增強因子和減弱因子，表示金屬障礙物存在時觀察點p處的磁感應(yīng)強度，表示無金屬障礙物時觀察點p處的磁感應(yīng)強度。

17、進一步的，設(shè)定一個初始化為零的向量，用于累加所有配電柜在觀察點p產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，記作，其中0表示零向量，在金屬障礙物存在的情況下，遍歷配電室內(nèi)的每個配電柜，計算每個配電柜在觀察點p產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度：，將當(dāng)前配電柜在觀察點p產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度累加到總磁感應(yīng)強度上，即。

18、進一步的，將配電室空間劃分為若干個網(wǎng)格單元，計算每個網(wǎng)格單元中觀察點的磁感應(yīng)強度，包括：

19、設(shè)定一個初始的基準網(wǎng)格單元大小，使用三維建模軟件或網(wǎng)格劃分工具，將配電室空間按照基準網(wǎng)格單元大小劃分為若干個網(wǎng)格單元，對于每個網(wǎng)格單元，選擇其中心點作為觀察點，計算每個觀察點的總磁感應(yīng)強度。

20、進一步的，根據(jù)相鄰網(wǎng)格單元之間磁感應(yīng)強度的變化梯度，對網(wǎng)格單元大小進行調(diào)整，包括：

21、根據(jù)計算出的總磁感應(yīng)強度，使用數(shù)值微分計算相鄰網(wǎng)格單元之間磁感應(yīng)強度的變化梯度，預(yù)先設(shè)置梯度閾值，當(dāng)相鄰網(wǎng)格單元之間磁感應(yīng)強度的變化梯度超過梯度閾值時，將網(wǎng)格單元劃分為高梯度區(qū)域；當(dāng)相鄰網(wǎng)格單元之間磁感應(yīng)強度的變化梯度超過梯度閾值時，將網(wǎng)格單元劃分為低梯度區(qū)域。

22、進一步的，將高梯度區(qū)域的基準網(wǎng)格單元大小減小至初始大小的50%，按照減小后的基準網(wǎng)格單元大小將高梯度區(qū)域重新劃分為若干個網(wǎng)格單元，對網(wǎng)格單元的磁感應(yīng)強度數(shù)據(jù)進行插值處理，使用線性插值填補網(wǎng)格單元之間的空白區(qū)域。

23、進一步的，確定電流和相位的調(diào)整量，包括：

24、獲取所有配電柜的坐標，計算檢修人員與每個配電柜之間的相對距離，選擇相對距離最短的配電柜；對于選擇的配電柜，計算不同電流和相位調(diào)整下的電磁感應(yīng)強度，設(shè)定目標函數(shù)，使用優(yōu)化算法求解目標函數(shù)，得到電流和相位的調(diào)整量，計算公式如下：

25、;

26、其中，、分別表示第次迭代的電流和相位，α表示學(xué)習(xí)率，、分別表示目標函數(shù)f對電流和相位的偏導(dǎo)數(shù)。

27、一種高低壓配電柜控制系統(tǒng)，包括：

28、位置定位模塊，選擇配電房內(nèi)任一固定點作為原點建立坐標系，使用定位設(shè)備獲取檢修人員和配電柜在配電房內(nèi)的坐標；

29、磁感應(yīng)分析模塊，測量配電柜內(nèi)三相母線的電流大小，在配電室內(nèi)選擇任一點p作為觀察點，得到每一相母線在觀察點p產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，根據(jù)三相母線之間的相位差，將三相母線在觀察點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度進行矢量合成，得到當(dāng)前配電柜在觀察點p的磁感應(yīng)強度；當(dāng)金屬障礙物存在時，使用電磁場仿真軟件建立包含金屬障礙物的電磁場模型，計算金屬障礙物的增強因子和減弱因子，遍歷配電室內(nèi)的每個配電柜，獲得觀察點p處產(chǎn)生的總磁感應(yīng)強度；

30、區(qū)域劃分模塊，將配電室空間劃分為若干個網(wǎng)格單元，計算每個網(wǎng)格單元中觀察點的磁感應(yīng)強度，根據(jù)相鄰網(wǎng)格單元之間磁感應(yīng)強度的變化梯度，對網(wǎng)格單元大小進行調(diào)整，若當(dāng)前網(wǎng)格單元的磁感應(yīng)強度超過安全閾值時，標記當(dāng)前網(wǎng)格單元，反之，不作處理；

31、控制模塊，根據(jù)檢修人員的實時坐標，計算檢修人員與標記網(wǎng)格單元中心點的相對距離，當(dāng)檢修人員與標記網(wǎng)格單元中心點的相對距離小于安全距離時，獲取電流和相位的調(diào)整量對配電柜進行調(diào)整。

32、（三）有益效果

33、本發(fā)明提供了一種高低壓配電柜控制方法及系統(tǒng)，具備以下有益效果：

34、（1）通過測量配電柜內(nèi)三相母線的電流大小，并考慮母線的具體位置，可以精確計算出在配電室內(nèi)任一點p的總磁感應(yīng)強度，這種方法比傳統(tǒng)的估算方法更為準確，能夠提供更可靠的電磁感應(yīng)強度數(shù)據(jù)。

35、（2）對配電室內(nèi)金屬障礙物進行精確的測繪，并利用電磁場仿真軟件建立包含這些障礙物的電磁場模型，能夠更準確地反映實際情況，從而提高了電磁場計算的準確性，金屬障礙物可能形成電磁場的聚焦點或屏蔽層，對電磁場的分布產(chǎn)生顯著影響，通過計算金屬障礙物的增強因子和減弱因子，可以更清晰地了解這些障礙物如何改變電磁場的分布。

36、（3）通過將配電室空間劃分為若干個網(wǎng)格單元，并計算每個網(wǎng)格單元中觀察點的磁感應(yīng)強度，可以實現(xiàn)對配電室內(nèi)電磁場的精細化管理，能夠更準確地反映電磁場的分布情況，有助于發(fā)現(xiàn)潛在的電磁場安全隱患。

37、（4）通過實時監(jiān)測配電室內(nèi)的電磁場強度，并標記出超過安全閾值的網(wǎng)格單元，能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，當(dāng)檢修人員接近這些危險區(qū)域時，自動調(diào)整電流和相位，能夠降低電磁場的強度，使其保持在安全范圍內(nèi)，從而提高了配電系統(tǒng)的整體安全性，從而避免人員受到電磁輻射的傷害。