基于深度学习的电力设备物理场仿真研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dh184866884
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传统基于有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)的电力设备物理场仿真虽然有着较高的仿真精度,但其仿真时间很长,难以满足电力设备物理场的近实时仿真需求。本论文尝试将深度神经网络(Deep Neural Networks,DNN)引入到电力设备物理场仿真领域,分别开展了短路电抗器磁场仿真、漏磁变压器磁场仿真、无短路电抗器磁场仿真、变压器温度场仿真、60 Hz高压套管磁场和发热功率密度仿真研究,以期实现电力设备物理场的近实时仿真。本论文的主要研究内容和研究成果如下:(1)针对短路电抗器磁场近时仿真困难的问题,将DNN引入到短路电抗器磁场中,并开展两种基于深度学习的短路电抗器磁场仿真方法研究。第一种是采用对电抗器中部和端部短路点编码、数据降维、DNN模型构建等处理,开展电抗器中部和端部短路位置以及其他非短路位置的磁场仿真研究;另外一种是采用对电抗器中部和端部短路点磁场坐标提取、短路点磁场和背景磁场裁剪、数据降维、DNN模型构建等处理,但仅利用电抗器中部和端部短路位置的磁场数据作为训练数据,开展电抗器任意短路位置的磁场仿真研究。实验研究结果表明,与FEA得到的数据相比,两种仿真模型的平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)分别为0.18%和0.07%,但两种基于深度学习的磁场仿真方法耗时在本论文中所采用的实验平台上仅需1.27 s和1.65 s。(2)针对漏磁变压器磁场数据随时间呈现类似正弦曲线周期衰减的特征,常规的深度学习方法难以对漏磁变压器磁场进行高精度仿真的问题,将漏磁变压器磁场数据将划分为谷值数据和非谷值数据两部分,分别开展基于深度学习的漏磁变压器磁场仿真研究。通过对漏磁变压器磁场的谷值数据和非谷值数据分别进行数据降维、DNN模型构建等处理,开展仿真实验,并进行十折交叉验证研究。实验研究结果表明,将漏磁变压器磁场数据划分为谷值数据和非谷值数据两部分,开展基于深度学习的漏磁变压器磁场仿真研究,该方法仿真模型的MAPE为1.68%,但该方法仿真模型耗时在本论文中所采用的实验平台上仅需0.02 s。(3)针对DNN在其他正常电力设备物理场仿真实用性的问题,开展了包括无短路电抗器磁场仿真、变压器温度场仿真、60 Hz高压套管磁场和发热功率密度仿真等研究。针对不同电力设备的不同物理场数据的特征,分别开展数据插值、数据降维、DNN模型构建等研究。实验研究结果表明,本论文构建的DNN模型对无短路电抗器磁场仿真、变压器温度场仿真、60 Hz高压套管磁场和发热功率密度仿真的MAPE分别为0.01%、0.01%、0.11%、0.86%,预测时间在本论文中所采用的实验平台上分别为0.16 s、0.16 s、0.16 s、0.17 s。综上所述,本论文将DNN引入到电力设备物理场仿真领域,对短路电抗器磁场仿真、漏磁变压器磁场仿真、无短路电抗器磁场仿真、变压器温度场仿真、60 Hz高压套管磁场和发热功率密度仿真开展研究。实验研究结果表明,本论文构建的DNN模型仿真精度与有限元模型仿真精度非常接近;但基于DNN模型的仿真时间与基于有限元模型的仿真时间相比,由小时级提升到了秒级。
其他文献
目的 探讨氧化应激及miR-122下调在右旋糖酐铁过载导致肝脏脂肪蓄积中的作用。方法 将小鼠随机分为4组。对照组小鼠腹腔注射200mg/kg右旋糖酐,另3组小鼠腹腔注射200mg/kg右旋糖酐铁构建铁过载小鼠模型,同时其中两组铁过载小鼠分别灌胃300mg/kg原花青素或槲皮素。利用试剂盒检测右旋糖酐铁过载导致肝脏损伤(血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶,肝脏切片苏木精-伊红染色),肝脏脂肪蓄积(血清甘油三
地下水是北方地区重要的供水水源,近年来随着城市化进程加快及人类活动影响,地下水水化学特征日趋复杂,识别水源地地下水水化学特征、成因机制对于合理开发利用地下水资源,保障当地社会经济可持续发展与生态安全具有重要意义。在地下水样品采集的基础上,运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs图以及地下水主要离子比值等多种方法,分析了泰安市旧县地下水化学特征及其成因机制。结果表明:研究区内地下水化学
<正>在百年变局和世纪疫情叠加的背景下,全球范围内各种安全挑战层出不穷,世界经济增长动能减弱,地缘政治冲突风险上升,国际形势异常严峻复杂。金砖国家作为具有全球影响力的新兴大国群体,一直是国际事务中的积极、稳定、建设性力量。长期以来,金砖国家秉持互尊互谅、平等相待、团结互助、开放包容、协商一致的精神,建立和巩固伙伴关系,成为新时代大国合作的典范。面对国际格局调整带来的新要求和新任务,金砖国家积极构建
期刊
<正>2022年6月23日晚,中国国家主席习近平在北京以视频方式主持金砖国家领导人第十四次会晤并发表题为《构建高质量伙伴关系开启金砖合作新征程》的重要讲话。本次金砖峰会敏锐分析了当前全球形势和时代问题,对金砖国家和世界发展提出了面向未来、务实可行的建议。金砖国家迈出了合作新征程的关键一步,其合作成果也必将惠及所有国家和人民。
期刊
<正>金砖国家领导人第十四次会晤于2022年6月23日成功召开并达成新的共识,金砖五国领导人一致同意以“金砖+”的合作模式来扩大金砖组织的成员,并讨论了有关扩员的标准和程序。金砖扩员进入了一个机制化、程序化的新阶段,体现了包括金砖外围对话和“金砖+”合作在内的金砖伙伴关系的开放包容性。这是全球治理体系创新发展的重要节点,也是金砖国家发展壮大的重要标志。
期刊
近年来,各国对国际深海空间的探索不断推进,同时国际深海空间军事化问题不断凸显,主要体现在大国对深海战略认知日益强化、深海军事装备智能化水平不断跃升以及深海作战战术理念逐步丰富等方面。国际深海空间军事化的不断发展不仅会对深海资源可持续开发构成严重威胁,更会引发国际深海空间军备竞赛,严重阻碍国际深海空间全球治理的深入推进。为此,世界各国必须携手治理国际深海空间的军事化问题。具体而言,既要构建并完善深海
<正>2022年6月26日,国际清算银行发布报告称,全球经济面临进入高通胀时代的危险,通胀威胁加上增长前景疲软和金融脆弱性使得经济滞胀风险正笼罩全球。此次通胀伴随疫情冲击和俄乌冲突等不确定性因素,颇具挑战性,各国央行在收紧货币政策的同时担心紧缩政策会进一步加剧经济滞胀风险。
期刊
<正>在百年变局与世纪疫情叠加影响下,国际格局进入动荡与调整的新周期,全球治理随之发生系统性震荡。在此背景下,金砖国家作为新兴市场国家和发展中国家的代表,其全球治理观引发国际社会的广泛关注。金砖国家有着实现全球治理话语权和代表性“再平衡”的共同目标,五国在全球治理的主体、对象以及方式上,有着诸多相同或相似的看法和主张。同时,囿于政治经济体制、价值观体系、发展阶段、历史文化传统不尽相同的事实,
期刊
<正>全球气候治理是中国面对百年未有之大变局的重要议题。三十余年风雨兼程,全球气候治理的规律性认识和行动逻辑日渐清晰。在个体理性与集体理性的权衡中,以碳中和为目标愿景的国际新竞争已经开启,其表面看是低碳技术、清洁能源、产业发展等经贸领域的竞争,深层次上实为全球气候治理话语权的竞争。中国积极参与全球气候治理进程,展现了负责任大国的使命担当,讲好中国贡献与碳中和故事,是中国构建低碳经济话语权的有效方式
期刊
在“印太战略”背景下,澳大利亚在其“紧邻区”尤其是太平洋岛国地区实施“太平洋升级”战略,重点举措包括强化安全介入、加快经济整合、深化盟友协作、干扰中太合作,且在新冠肺炎疫情暴发后扩大了“太平洋升级”的实施范围。“太平洋升级”的形成与发展既有澳大利亚长期以来“势力范围认知”“中国威胁认知”与“保护责任认知”构成的主观原因,也有美国的外部推力。“太平洋升级”推进了“印太战略”,进一步强化了对华竞争思维