一种基于ups的变电站线网优化方法与流程

本发明涉及线网优化系统，尤其是涉及一种基于ups的变电站线网优化方法。

背景技术：

1、随着电力电子技术与工业自动化水平的不断提升，高可靠性供电系统已成为工业生产、精密制造及数据中心等核心基础设施的基石，其运行状态直接影响负载设备的运行精度与生产安全。这类供电系统通常集成了交流输入、直流输入以及整流、逆变、静态切换等多种电力变换环节，通过复杂的线网拓扑结构为关键负载提供持续且稳定的电能支撑。

2、其中，基于不间断电源系统的变电站线网优化方法，旨在通过对多条供电路径的逻辑切换与关键电力电子变换器的参数调优，实现对输出电压精度、谐波含量及系统能效的精准控制。该技术方向的核心在于如何根据实时工况动态调整系统配置，以确保供电质量与负载特性的深度匹配。

3、现有技术在变电站供电线网的控制与配置方面仍存在显著局限。首先，现有的配置方法多采用固定参数预设或单次静态配置模式，缺乏对供电阶段的渐进式优化与自学习能力，难以适配负载工况的动态变化与复杂的电能质量需求。其次，系统中静态开关、逆变器及整流器的配置参数往往与实际运行需求脱节，无法有效抑制输入侧的固有谐波与电压波动，亦难以跟随负载的动态阻抗特性，导致供电稳定性不足且易出现波形畸变。再次，供电路径的切换多执行直接切换逻辑，缺乏切换前的仿真预验证过程，极易因参数不合理引发电压冲击甚至供电中断。最后，系统内部缺乏科学的策略分层与决策机制，无法在保障供电安全的前提下实现质量与能效的动态平衡，这些缺陷共同构成了制约供电系统向高精度与高可靠性演进的技术瓶颈。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于ups的变电站线网优化方法法，用于克服现有技术中的上述缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、基于ups的变电站线网优化方法，包括以下步骤：

4、初始直通步骤：控制供电系统通过不经过整流器、逆变器及静态开关的第一路径为负载供电；

5、静态开关配置步骤：初始直通步骤，通过采样模块提取第一路径输出端电压、电流波形数据，分析识别交流输入侧电能质量缺陷；以消除特定次谐波、补偿电压波动为约束，寻优生成第一配置策略下发至静态开关，随后切换至经已配置静态开关的第二路径供电；

6、逆变器配置步骤：第二路径供电时，监测负载启停及阶跃变化事件，记录相关参数并构建负载动态阻抗与电能质量敏感度画像；以适配负载画像、提升输出跟随性及稳态纯净度为目标，生成第二配置策略配置逆变器，随后切换至直流输入经已配置逆变器及静态开关的第三路径供电；

7、整流器配置步骤：第三路径供电时，建立数字孪生预测模型，输入负载画像与电能质量目标，通过多目标优化求解评估函数，生成第三配置策略下发至整流器；随后切换至交流输入依次经已配置整流器、逆变器及静态开关的第四路径供电，进入优化稳态。

8、作为优选，所述静态开关配置步骤中，采样模块按预设频率采样，通过快速傅里叶变换分析谐波确定缺陷特征；寻优时设定切换阈值精度与响应时序步进，静态开关通过调整晶闸管导通相位角抑制电压瞬时畸变。

9、作为优选，所述逆变器配置步骤中，通过系统辨识算法计算负载传递函数构建动态阻抗画像，分析耐受能力确定敏感度画像；第二配置策略调整控制环路、滤波参数及调制策略，通过调整阻尼比实现动态补偿。

10、作为优选，所述整流器配置步骤中，数字孪生预测模型基于深度神经网络构建，输入整流器配置参数、输出系统综合特性；求解评估函数时动态分配权重，多目标优化采用拥挤度距离排序生成帕累托最优解集。

11、作为优选，还包括策略分层与决策机制：预设安全、质量、能效层策略，安全层优先级最高，故障时触发紧急旁路；稳态时协同质量与能效层，在满足电能质量要求的前提下降低损耗。

12、作为优选，还包括持续优化阶段：稳态时持续采集数据，监测负载特征漂移，漂移达标时启动再学习流程，增量式微调关键参数并经稳定性判定后更新。

13、作为优选，供电阶段切换采用预验证后切换逻辑：配置策略先注入数字化控制模型虚拟运行，预测输出特性达标后执行切换，不达标则触发重新分析或启用备用配置。

14、基于ups的变电站线网优化方法系统，包括：

15、硬件执行层，含交流/直流输入接口、整流器、逆变器、混合式静态开关，构建四条供电路径；

16、感知采样层，含多端采样模块，同步采集电压、电流信号，满足预设精度与同步误差要求；

17、通信传输层，含高速工业总线，传输配置策略与控制指令，控制时延达标；

18、核心决策层，含控制单元，通过执行计算机程序，控制各阶段供电切换及配置策略生成。

19、9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，整流器采用有源功率因数校正电路，逆变器采用多电平拓扑，静态开关为晶闸管与机械开关并联；核心决策层含环境自适应补偿环节，配备人机交互界面，人工干预时保持预验证切换逻辑。

20、本发明的有益效果：本发明引入了负载动态阻抗特性画像与电能质量敏感度画像的构建机制。通过在不同供电阶段持续监测负载的启停与阶跃变化，系统能够精准识别负载的真实需求。基于画像生成的第二配置策略能够动态调整逆变器的控制参数，使输出电能与负载特性达成深度匹配。本发明能够使逆变器输出对负载变化的响应速度显著提升，显著减少了动态过程中的电压波形畸变，保障了精密负载的运行精度。

21、通过建立整流器的轻量化数字孪生预测模型，本发明实现了对供电系统综合输出特性的超前感知。利用多目标优化算法对评估函数进行求解，系统能够在复杂的参数空间中找到电能质量与系统能效的最优平衡点。这种基于模型预测的配置方式，使得第三配置策略能够针对交流输入侧的固有谐波进行精准抑制，输出电压的总谐波失真得到有效控制。相比于传统基于经验值的参数设定，本发明在提升电能纯净度的同时，有效兼顾了系统的运行效率。

1.基于ups的变电站线网优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于ups的变电站线网优化方法，其特征在于，所述静态开关配置步骤中，采样模块按预设频率采样，通过快速傅里叶变换分析谐波确定缺陷特征；寻优时设定切换阈值精度与响应时序步进，静态开关通过调整晶闸管导通相位角抑制电压瞬时畸变。

3.根据权利要求1所述的基于ups的变电站线网优化方法，其特征在于，所述逆变器配置步骤中，通过系统辨识算法计算负载传递函数构建动态阻抗画像，分析耐受能力确定敏感度画像；第二配置策略调整控制环路、滤波参数及调制策略，通过调整阻尼比实现动态补偿。

4.根据权利要求1所述的基于ups的变电站线网优化方法，其特征在于，所述整流器配置步骤中，数字孪生预测模型基于深度神经网络构建，输入整流器配置参数、输出系统综合特性；求解评估函数时动态分配权重，多目标优化采用拥挤度距离排序生成帕累托最优解集。

5.根据权利要求1所述的基于ups的变电站线网优化方法，其特征在于，还包括策略分层与决策机制：预设安全、质量、能效层策略，安全层优先级最高，故障时触发紧急旁路；稳态时协同质量与能效层，在满足电能质量要求的前提下降低损耗。

6.根据权利要求1所述的基于ups的变电站线网优化方法，其特征在于，还包括持续优化阶段：稳态时持续采集数据，监测负载特征漂移，漂移达标时启动再学习流程，增量式微调关键参数并经稳定性判定后更新。

7.根据权利要求1所述的基于ups的变电站线网优化方法，其特征在于，供电阶段切换采用预验证后切换逻辑：配置策略先注入数字化控制模型虚拟运行，预测输出特性达标后执行切换，不达标则触发重新分析或启用备用配置。

8.基于ups的变电站线网优化方法系统，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，整流器采用有源功率因数校正电路，逆变器采用多电平拓扑，静态开关为晶闸管与机械开关并联；核心决策层含环境自适应补偿环节，配备人机交互界面，人工干预时保持预验证切换逻辑。