【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電力系統繼電保護，尤其涉及一種暫態電弧的電流電壓特性生成方法及裝置。
技術介紹
1、盡管電力系統繼電保護領域擁有高水平的工程和技術，但現代保護裝置，尤其是遠程后備保護裝置，可能因為一些復雜因素對受保護對象的故障不敏感。其中一個因素就是故障位置的電弧瞬態電阻，由于電弧故障電流的幅度減小和相位變化，相較于金屬性接地故障電流，短路電弧的檢測難度更大。
2、目前，在評估電弧故障模式下繼電保護性能的計算中，電弧柱通常被表示為永久性的有效電阻，該電阻被切換到短路路徑中的故障位置。這種電弧故障模型簡單且易于計算，但不適用于多參數保護的功能分析，多參數保護控制更高的諧波分量、電流和電壓形態、光通量和其他參數。電弧電阻具有明顯的非線性和隨時間變化的特性，電弧柱是高次諧波的強大源，并會扭曲電壓波形。
3、現有技術中，基于經驗公式計算非線性電弧故障柱參數。雖然現有技術可以提高建模過程的物理真實性，但存在精度較低的問題，因為沒有考慮到電弧瞬態電阻等影響因素。
技術實現思路
1、針對現有技術中的問題，本申請實施例提供一種暫態電弧的電流電壓特性生成方法及裝置，能夠至少部分地解決現有技術中存在的問題。
2、第一方面，本申請提供一種暫態電弧的電流電壓特性生成方法，包括：
3、利用外部電動勢源、內部電阻和預設半徑、長度及瞬時溫度的等離子體構建電弧模型；
4、根據所述電弧模型生成能量守恒模型及電流模型；
5、將所述能量守恒模型進行轉換，
6、利用所述直流電弧溫度模型、所述電流模型及預先生成的電導率回歸模型生成電弧的電流電壓特性。
7、進一步地，所述根據所述電弧模型生成能量守恒模型及電流模型，包括：
8、根據所述電弧模型得到電學參數及能量參數；
9、利用所述能量參數生成所述能量守恒模型；
10、利用所述電學參數生成所述電流模型。
11、進一步地，所述將所述能量守恒模型進行轉換，得到直流電弧溫度模型，包括：
12、基于焦耳定律、傅里葉定律、牛頓-理查森定律及斯特藩-玻爾茲曼定律將所述能量守恒模型轉換為熱力學模型；
13、利用所述熱力學模型生成所述直流電弧溫度模型。
14、進一步地，所述利用所述直流電弧溫度模型、所述電流模型及預先生成的電導率回歸模型生成電弧的電流電壓特性，包括：
15、利用所述直流電弧溫度模型及所述電流模型求解電弧的溫度分布；
16、根據所述溫度分布及所述電導率回歸模型生成電弧的電流電壓特性。
17、進一步地，預先生成電導率回歸模型的步驟包括：
18、通過有限元仿真生成仿真電弧的溫度數據及電導率數據；
19、根據所述溫度數據及所述電導率數據進行回歸分析，得到所述電導率回歸模型。
20、第二方面，本申請提供一種暫態電弧的電流電壓特性生成裝置，包括：
21、電弧模型構建單元，用于利用外部電動勢源、內部電阻和預設半徑、長度及瞬時溫度的等離子體構建電弧模型；
22、模型生成單元，用于根據所述電弧模型生成能量守恒模型及電流模型；
23、模型轉換單元，用于將所述能量守恒模型進行轉換，得到直流電弧溫度模型；
24、電流電壓特性生成單元，用于利用所述直流電弧溫度模型、所述電流模型及預先生成的電導率回歸模型生成電弧的電流電壓特性。
25、進一步地，所述模型生成單元包括：
26、參數獲取模塊，用于根據所述電弧模型得到電學參數及能量參數；
27、能量守恒模型生成模塊，用于利用所述能量參數生成所述能量守恒模型；
28、電流模型生成模塊，用于利用所述電學參數生成所述電流模型。
29、進一步地，所述模型轉換單元包括：
30、熱力學模型生成模塊，用于基于焦耳定律、傅里葉定律、牛頓-理查森定律及斯特藩-玻爾茲曼定律將所述能量守恒模型轉換為熱力學模型；
31、溫度模型生成模塊，用于利用所述熱力學模型生成所述直流電弧溫度模型。
32、進一步地，所述電流電壓特性生成單元包括：
33、溫度分布生成模塊，用于利用所述直流電弧溫度模型及所述電流模型求解電弧的溫度分布；
34、電流電壓特性生成模塊，用于根據所述溫度分布及所述電導率回歸模型生成電弧的電流電壓特性。
35、進一步地，還包括：
36、有限元仿真單元，用于通過有限元仿真生成仿真電弧的溫度數據及電導率數據；
37、電導率回歸模型生成單元，用于根據所述溫度數據及所述電導率數據進行回歸分析，得到所述電導率回歸模型。
38、第三方面，本申請提供一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述任一實施例所述的方法。
39、第四方面，本申請提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述任一實施例所述的方法。
40、第五方面，本申請提供一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述任一實施例所述的方法。
41、本申請提供的暫態電弧的電流電壓特性生成方法及裝置，通過利用外部電動勢源、內部電阻和預設半徑、長度及瞬時溫度的等離子體構建電弧模型；根據所述電弧模型生成能量守恒模型及電流模型；將所述能量守恒模型進行轉換，得到直流電弧溫度模型；利用所述直流電弧溫度模型、所述電流模型及預先生成的電導率回歸模型生成電弧的電流電壓特性，實現了得到電弧柱的溫度和電壓降的非暫態平穩變化過程，進而更加精確地刻畫電弧柱的變化過程，有利于對配電網接地故障電弧電阻的研究。
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1.一種暫態電弧的電流電壓特性生成方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的暫態電弧的電流電壓特性生成方法，其特征在于，所述根據所述電弧模型生成能量守恒模型及電流模型，包括：
3.根據權利要求1所述的暫態電弧的電流電壓特性生成方法，其特征在于，所述將所述能量守恒模型進行轉換，得到直流電弧溫度模型，包括：
4.根據權利要求1所述的暫態電弧的電流電壓特性生成方法，其特征在于，所述利用所述直流電弧溫度模型、所述電流模型及預先生成的電導率回歸模型生成電弧的電流電壓特性，包括：
5.根據權利要求1所述的暫態電弧的電流電壓特性生成方法，其特征在于，預先生成電導率回歸模型的步驟包括：
6.一種暫態電弧的電流電壓特性生成裝置，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的暫態電弧的電流電壓特性生成裝置，其特征在于，所述模型生成單元包括：
8.根據權利要求6所述的暫態電弧的電流電壓特性生成裝置，其特征在于，所述模型轉換單元包括：
9.根據權利要求6所述的暫態電弧的電流電壓特性生成裝置，其特征在于，
10.根據權利要求6所述的暫態電弧的電流電壓特性生成裝置，其特征在于，還包括：
11.一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至5任一項所述的方法。
12.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至5任一項所述的方法。
13.一種計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序產品包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至5任一項所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種暫態電弧的電流電壓特性生成方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的暫態電弧的電流電壓特性生成方法，其特征在于，所述根據所述電弧模型生成能量守恒模型及電流模型，包括：
3.根據權利要求1所述的暫態電弧的電流電壓特性生成方法，其特征在于，所述將所述能量守恒模型進行轉換，得到直流電弧溫度模型，包括：
4.根據權利要求1所述的暫態電弧的電流電壓特性生成方法，其特征在于，所述利用所述直流電弧溫度模型、所述電流模型及預先生成的電導率回歸模型生成電弧的電流電壓特性，包括：
5.根據權利要求1所述的暫態電弧的電流電壓特性生成方法，其特征在于，預先生成電導率回歸模型的步驟包括：
6.一種暫態電弧的電流電壓特性生成裝置，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的暫態電弧的電流電壓特性生成裝置，其特征在于，所述模型生成單元包...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙志宇，馬志昊，楊坡，薄博，劉振宇，劉衛林，馬原，徐廣達，劉佳林，
申請(專利權)人：國網冀北電力有限公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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