一种改造断路器的开断能力评估方法、装置、终端设备及存储介质与流程

本发明涉及断路器，尤其涉及一种改造断路器的开断能力评估方法、装置、终端设备及存储介质。

背景技术：

1、随着电压等级的不断提高，电网设备增多，网络复杂性提高，一旦发生故障不能及时切除，对电力系统的供电可靠性造成严重损害。高压断路器是电力系统中重要的保护控制设备，对电力系统的可靠性、稳定性起到至关重要的作用。

2、大量存量高压断路器出厂时未配置选相控制功能，在对存量高压断路器进行改造时，加装选相控制装置是一种有效的技术手段。加装选相控制装置通过精确控制断路器的分闸相位，使其在更有利于开断非对称短路电流的时刻动作，从而整体提升断路器的非对称开断能力。

3、当前断路器评估方式大多面向无选相控制功能的断路器，采用确定性评估方法，通常选取固定相位偏差评估特定工况下断路器的开断性能。

4、然而，断路器加装选相控制装置后，以指定目标相位作为分闸基准，受设备机械特性、外部环境变量等多重因素扰动，实际分闸时刻相对目标分闸相位会产生偏差，且偏差具有随机波动性。确定性评估方法无法覆盖实际偏差波动范围内各工况对应的开断性能，导致评估结果与断路器实际开断能力不符。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种改造断路器的开断能力评估方法、装置、终端设备及存储介质，能够解决现有技术采用固定相位偏差评估，无法适配选相改造后分闸相位随机波动，导致评估结果与实际开断能力不符的问题，实现了改造断路器开断能力的准确评估。

2、本发明一实施例提供了一种改造断路器的开断能力评估方法，包括：

3、获取加装选相控制装置后的改造断路器的特性参数；所述特性参数包括：分闸时间、分闸分散性和燃弧区间；

4、根据改造断路器的特性参数，构建目标仿真模型；

5、在燃弧区间内选取若干仿真采样点，并在目标仿真模型中对每一仿真采样点所对应的分闸时刻进行仿真，得到对应仿真采样点的开断结果；

6、对各仿真采样点的开断结果进行插值拟合，得到开断结果函数；

7、获取所述选相控制装置在不同外部变量下的动作时间偏差，建立选相分闸偏差的概率分布函数；

8、根据选相分闸偏差的概率分布函数和开断结果函数，确定开断成功率；

9、在开断成功率大于预设安全阈值的情况下，判定改造断路器的开断能力满足电网运行要求。

10、进一步的，根据改造断路器的特性参数，构建目标仿真模型，包括：

11、根据改造断路器的特性参数，确定电弧黑盒模型的类型；

12、根据电弧黑盒模型的类型，确定对应的电弧黑盒模型微分方程；

13、获取改造断路器的在开断实验所得到的第一电弧电压及电弧电流；

14、采用遗传算法或粒子群算法，以适应度最小为目标进行迭代寻优，直至适应度收敛或达到预设迭代次数，将适应度最小值对应的待拟合未知参数作为电弧黑盒模型的目标参数；其中，在每一次迭代过程中，以电弧电流为已知量，代入含有待拟合未知参数的电弧黑盒模型微分方程，求解得到第二电弧电压；根据每一时刻的第一电弧电压与对应的第二电弧电压，基于最小二乘法计算电弧电压的适应度；

15、将配置目标参数的电弧黑盒模型接入预设仿真回路中的断路器位置，得到目标仿真模型。

16、进一步的，在目标仿真模型中对每一仿真采样点所对应的分闸时刻进行仿真，得到对应仿真采样点的开断结果，包括：

17、在目标仿真模型中对每一仿真采样点所对应的分闸时刻进行仿真，得到对应的仿真结果；所述仿真结果包括：成功开断、失败开断或临界开断；

18、在仿真结果为成功开断的情况下，将对应仿真采样点的开断结果赋值为第一开断特征值；

19、在仿真结果为失败开断的情况下，将对应仿真采样点的开断结果赋值为第二开断特征值；

20、在仿真结果为临界开断的情况下，将对应仿真采样点的开断结果赋值为第三开断特征值；其中，所述第一开断特征值大于所述第三开断特征值；所述第三开断特征值大于所述第二开断特征值。

21、进一步的，获取所述选相控制装置在不同外部变量下的动作时间偏差，建立选相分闸偏差的概率分布函数，包括：

22、获取所述选相控制装置在不同外部变量下的动作时间偏差，并提取所述动作时间偏差的统计特征；

23、根据所述统计特征，确定概率分布模型；

24、基于各外部变量下的动作时间偏差，对所述概率分布模型进行拟合，得到选相分闸偏差的概率分布函数。

25、进一步的，根据选相分闸偏差的概率分布函数和开断结果函数，确定开断成功率，包括：

26、将选相分闸偏差的概率分布函数和开断结果函数相乘，得到积函数；

27、在燃弧区间内对所述积函数进行积分运算，得到开断成功率。

28、进一步的，改造断路器的开断能力评估方法，还包括：

29、在开断成功率小于或等于预设安全阈值的情况下，生成改造优化提示信号，并将改造优化提示信号发送至工作人员，以使工作人员对断路器改造方案进行人工优化调整。

30、在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例，包括：特性参数获取模块、仿真模型构建模块、采样仿真模块、插值拟合模块、动作偏差概率建模模块、开断成功率计算模块以及开断能力判定模块；

31、所述特性参数获取模块，用于获取加装选相控制装置后的改造断路器的特性参数；所述特性参数包括：分闸时间、分闸分散性和燃弧区间；

32、所述仿真模型构建模块，用于根据改造断路器的特性参数，构建目标仿真模型；

33、所述采样仿真模块，用于在燃弧区间内选取若干仿真采样点，并在目标仿真模型中对每一仿真采样点所对应的分闸时刻进行仿真，得到对应仿真采样点的开断结果；

34、所述插值拟合模块，用于对各仿真采样点的开断结果进行插值拟合，得到开断结果函数；

35、所述动作偏差概率建模模块，用于获取所述选相控制装置在不同外部变量下的动作时间偏差，建立选相分闸偏差的概率分布函数；

36、所述开断成功率计算模块，用于根据选相分闸偏差的概率分布函数和开断结果函数，确定开断成功率；

37、所述开断能力判定模块，用于在开断成功率大于预设安全阈值的情况下，判定改造断路器的开断能力满足电网运行要求。

38、进一步的，改造断路器的开断能力评估装置，还包括：改造优化提示模块；

39、所述改造优化提示模块，用于在开断成功率小于或等于预设安全阈值的情况下，生成改造优化提示信号，并将改造优化提示信号发送至工作人员，以使工作人员对断路器改造方案进行人工优化调整。

40、在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了终端设备项实施例，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时，实现如本发明所述改造断路器的开断能力评估方法的步骤。

41、在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了计算机可读存储介质项实施例，包括：存储的计算机程序，在计算机程序运行时，控制计算机可读存储介质所在的设备执行如本发明所述改造断路器的开断能力评估方法的步骤。

42、与现有技术相比，本方案实施例的有益效果在于：

43、本发明获取加装选相控制装置后的改造断路器的特性参数；所述特性参数包括：分闸时间、分闸分散性和燃弧区间；根据改造断路器的特性参数，构建目标仿真模型；在燃弧区间内选取若干仿真采样点，从而覆盖区间内多个分闸工况，并在目标仿真模型中对每一仿真采样点所对应的分闸时刻进行仿真，得到对应仿真采样点的开断结果；对各仿真采样点的开断结果进行插值拟合，由离散采样点得到连续形式的开断结果函数；获取所述选相控制装置在不同外部变量下的动作时间偏差，建立选相分闸偏差的概率分布函数，通过统计方式表征外部工况扰动带来的分闸相位随机波动规律；根据选相分闸偏差的概率分布函数和开断结果函数，从而将分闸相位随机波动统计特性与区间开断特性相结合，量化随机偏差影响下的开断成功率；在开断成功率大于预设安全阈值的情况下，判定改造断路器的开断能力满足电网运行要求。

44、综上所述，本发明通过构建连续开断结果函数与选相分闸偏差概率分布函数，联合计算开断成功率，从而解决了现有技术采用固定相位偏差评估，无法适配选相改造后分闸相位随机波动，导致评估结果与实际开断能力不符的问题，实现了改造断路器开断能力的准确评估。