磁控電抗器CAD系統(tǒng)及其優(yōu)化設計.pdf

1、在電力系統(tǒng)中,磁控電抗器是電壓控制與無功補償?shù)闹匾b置,它借助直流偏磁原理,通過改變晶閘管的觸發(fā)角度控制直流勵磁電流大小,從而改變鐵心磁導率,達到無功功率連續(xù)可調的目的。因其制造工藝簡單、成本低廉、結構穩(wěn)定和維護簡便等優(yōu)點在諸多領域里得到廣泛應用。隨著計算機技術的發(fā)展,CAD技術已經在工業(yè)設計和生產領域發(fā)揮著重要作用。為此論文將CAD技術應用于磁控電抗器的設計,研究、開發(fā)了比較實用的磁控電抗器CAD系統(tǒng)。
　　 首先,對磁控電抗

2、器CAD系統(tǒng)進行總體設計,系統(tǒng)以工程數(shù)據(jù)庫為核心,主要完成磁控電抗器初步設計和優(yōu)化設計功能。系統(tǒng)由幾個模塊組成,文中對各個模塊的功能及彼此間的關系進行了詳細的介紹。
　　 其次,分析單相和三相兩種類型磁控電抗器的結構特征,結合其構造特點,借鑒電抗器設計經驗和計算方法,確定磁控電抗器初步設計的流程。鐵心結構、繞組結構、小截面段結構、抽頭比、性能指標的參數(shù)計算以及諧波分析等是磁控電抗器設計的重要部分,文中對此進行了深入的研究。繞組結

3、構不同,漏磁分布也是不同的,分析了不同型式繞組下的漏電抗計算。
　　 再次,在初步設計基礎上,建立磁控電抗器的優(yōu)化設計模型,闡述了標準遺傳算法的不足,采用改進的遺傳算法對磁控電抗器進行優(yōu)化設計。介紹了當前比較常用的AGA(AdaptiveGeneticAlgorithm,自適應遺傳算法)和SAGA(SimulatedAnnealingGeneticAlgorithm,模擬退火遺傳算法),并分析了他們在測試函數(shù)中的性能。通過數(shù)據(jù)對

4、比可知,SAGA具有明顯的優(yōu)勢,因此論文采用SAGA對磁控電抗器進行優(yōu)化設計。以某單相磁控電抗器為例進行單機優(yōu)化,在各項性能指標都滿足技術要求的情況下,成本得到降低,達到了預期效果。
　　 最后,研究CAD系統(tǒng)的實現(xiàn)技術。在軟件設計方面選用C++程序設計語言,界面采用MFC(MicrosoftFoundationClasses,微軟基礎類)編寫,分別開發(fā)了單相和三相兩種結構的磁控電抗器設計軟件,且將兩個設計軟件集中在一個CAD系