CN116384161A - 一种干式空心电抗器的实现方法、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种干式空心电抗器的实现方法、设备及介质，用以解决现有技术通过减小电抗器尺寸控制损耗和温升的平衡，无法保证过细电磁线质量且成本高的问题。包括：确定合并约束条件并获取干式空心电抗器核心参数；确定层式线圈自互感系数矩阵并根据包封线圈间的串联关系将自互感系数矩阵合并为饼式结构线圈支路自互感系数矩阵；确定温升约束条件并构建饼式结构线圈支路分量方程组；根据温升约束条件及饼式结构线圈支路分量方程组确定饼式结构线圈支路的电流和匝数并确定饼式结构线圈支路散热系数；通过电流、匝数及散热系数得到对应干式空心电抗器，以使干式空心电抗器在目标电感值的控制下保持损耗和温升的比例关系在预设范围内。

Description

一种干式空心电抗器的实现方法、设备及介质
技术领域
本申请涉及测量电变量技术领域，尤其涉及一种干式空心电抗器的实现方法、设备及介质。
背景技术
电抗器在电力系统中，主要起着补偿容性无功、限制投切涌流、滤除电网谐波的作用，能够提高电能质量，保证电力设备安全、稳定的运行。其中，干式空心电抗器由于具备线性度优良、抗短路能力强、成本低、免维护等特点，在配电、输电以及特高压交直流输电等不同电压等级的电网中，有着非常广泛的应用。
目前，干式空心电抗器普遍采用多层圆筒式结构，各层线圈沿轴向绕制形成支路，各支路沿径向叠加并联，整体工艺结构简单，实施方便，生产效率高。还有些干式空心电抗器采用多层圆筒结构内嵌小型饼式线圈的结构，结构繁琐，操作工艺较为反复，主要用于大电感且占地空间有限的干式空心电抗器产品。传统的电抗器通过输入电压、电流、线圈内径、线圈高度等参数，在等电阻、等温升等约束条件下，联立得出各支路电流、匝数密度、互感系数、频率和电压组成的非线性矩阵，经迭代求解得出最终的电抗器结构。
传统电抗器在运行过程中往往不能兼顾损耗和温升，损耗达到限值时温升很低，或者温升达到限值时损耗很低。通常情况下是通过减小电抗器的尺寸控制损耗和温升的平衡，但是，由于电抗器的直径或者高度尺寸存在限制，一般是通过绕制更细的电磁线来减小电抗器的尺寸，而过细的电磁线的加工质量难以得到保证，并且会使成本大幅提高，很难满足损耗和温升的平衡需要。
发明内容
本申请实施例提供了一种干式空心电抗器的实现方法、设备及介质，用以解决现有技术通过绕制更细的电磁线来减小电抗器的尺寸，控制电抗器运行过程中损耗和温升的平衡，而过细的电磁线的加工质量难以得到保证，并且会使成本大幅提高，很难满足损耗和温升的平衡需要的技术问题。
一方面，本申请实施例提供了一种干式空心电抗器的实现方法，干式空心电抗器中包括多个全并联或串并联连接的饼式结构线圈，饼式结构线圈中包括多个包封线圈，包封线圈中包括多个层式线圈，包括：
确定用于约束干式空心电抗器中自互感系数矩阵进行合并的合并约束条件，并获取所述干式空心电抗器对应的核心参数；
根据所述核心参数，确定所述干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵，并在所述合并约束条件下，根据包封线圈之间的串联关系，将所述层式线圈之间的自互感系数矩阵合并为对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵；
确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件，并根据所述饼式结构线圈支路自互感系数矩阵和饼式结构线圈对应的电路结构，构建饼式结构线圈支路分量方程组；
根据所述温升约束条件以及所述饼式结构线圈支路分量方程组，确定饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，并根据所述温升约束条件以及所述饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，确定所述饼式结构线圈支路对应的散热系数；
通过各饼式结构线圈支路对应的电流、匝数以及散热系数，得到对应的干式空心电抗器，以使得所述干式空心电抗器在目标电感值的控制下，保持损耗和温升的比例关系在预设范围内。
在本申请的一种实现方式中，所述根据所述核心参数，确定所述干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵，具体包括：
确定所述核心参数中的饼式结构线圈数量、包封线圈数量以及层式线圈数量，并根据所述饼式结构线圈数量、包封线圈数量以及层式线圈数量，确定所述干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵；
将所述饼式结构线圈数量、包封线圈数量以及层式线圈数量相乘，得到对应的乘积，并根据所述对应的乘积，确定所述干式空心电抗器中所有层式线圈之间的自互感系数矩阵对应的维度；
基于所述合并约束条件，确定所述干式空心电抗器中各饼式结构线圈之间的匝数密度，并根据所述匝数密度以及所述维度的自互感系数矩阵，确定所述维度下层式线圈之间的互感值。
在本申请的一种实现方式中，所述在所述合并约束条件下，根据包封线圈之间的串联关系，将所述层式线圈之间的自互感系数矩阵合并为对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵，具体包括：
基于干式空心电抗器所要实现的目标电感值，确定对所述干式空心电抗器的损耗温升需求，并基于所述损耗温升需求，确定所述干式空心电抗器的每个饼式结构线圈中的多个包封线圈进行串联连接；
基于包封线圈之间的串联关系以及层式线圈之间串联关系，将每个饼式结构线圈对应的所有层式线圈之间的自互感系数矩阵进行合并，并得到对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵；
根据干式空心电抗器中各饼式结构线圈之间的匝数密度以及饼式结构线圈支路自互感系数矩阵，确定对应饼式结构线圈支路的互感值。
在本申请的一种实现方式中，所述确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件，并根据所述饼式结构线圈支路自互感系数矩阵和饼式结构线圈对应的电路结构，构建饼式结构线圈支路分量方程组，具体包括：
确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件和电密约束条件，并在所述温升约束条件和电密约束条件下，分别确定每条饼式结构线圈支路中各包封线圈之间的互感值；
基于饼式结构线圈支路两端的稳态交流电压、包封线圈之间的互感值、饼式结构线圈支路自互感系数矩阵以及饼式结构线圈对应的电路结构，构建饼式结构线圈支路分量方程组。
在本申请的一种实现方式中，所述根据所述温升约束条件以及所述饼式结构线圈支路分量方程组，确定饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，具体包括：
确定所述饼式结构线圈支路分量方程组中的感性分量和阻性分量，并基于感性分量与阻性分量之间的比例关系，对所述饼式结构线圈支路分量方程组进行简化；
将所述温升约束条件代入至简化后的饼式结构线圈支路分量方程组中，确定出饼式结构线圈支路对应的电流和匝数。
在本申请的一种实现方式中，所述根据所述温升约束条件以及所述饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，确定所述饼式结构线圈支路对应的散热系数，具体包括：
确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件，并根据所述温升约束条件，确定每个饼式结构线圈的匝数与电流的乘积，以及匝数电流乘积与散热系数之间的比例关系；
确定饼式结构线圈支路中多个包封线圈对应的平均匝数，并将所述平均匝数代入至所述温升约束条件中，以确定所述饼式结构线圈支路对应的散热系数。
在本申请的一种实现方式中，所述通过各饼式结构线圈支路对应的电流、匝数以及散热系数，得到对应的干式空心电抗器，以使得所述干式空心电抗器在目标电感值的控制下，保持损耗和温升的比例关系在预设范围内，具体包括：
确定各饼式结构线圈之间的高度约束条件，并基于所述高度约束条件，确定各饼式结构线圈高度；
根据各饼式结构线圈高度、各饼式结构线圈支路对应的电流、匝数以及散热系数，确定合并约束条件、述温升约束条件以及高度约束条件下目标电感值对应的干式空心电抗器，以使所述干式空心电抗器在所述目标电感值的控制下，保持损耗和温升的比例关系在预设范围内。
在本申请的一种实现方式中，所述获取所述干式空心电抗器对应的核心参数，具体包括：
接收用户对干式空心电抗器的业务需求，并根据所述业务需求，确定干式空心电抗器对应的目标电感值；
确定实现所述目标电感值的干式空心电抗器，并获取所述干式空心电抗器对应的核心参数；所述核心参数至少包括：干式空心电抗器内径、干式空心电抗器中的饼式结构线圈数量、饼式结构线圈中的包封线圈数量以及包封线圈中的层式线圈数量。
另一方面，本申请实施例还提供了一种干式空心电抗器的实现设备，干式空心电抗器中包括多个全并联或串并联连接的饼式结构线圈，饼式结构线圈中包括多个包封线圈，包封线圈中包括多个层式线圈，所述设备包括：
至少一个处理器；
以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上述的一种干式空心电抗器的实现方法。
另一方面，本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，干式空心电抗器中包括多个全并联或串并联连接的饼式结构线圈，饼式结构线圈中包括多个包封线圈，包封线圈中包括多个层式线圈，所述计算机可执行指令设置为：
如上述的一种干式空心电抗器的实现方法。
本申请实施例提供了一种干式空心电抗器的实现方法、设备及介质，至少包括以下有益效果：
通过获取干式空心电抗器对应的核心参数，能够根据核心参数确定干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵，在合并约束条件下根据包封线圈之间的串联关系，通过矩阵合并得到饼式结构线圈支路自互感系数矩阵，在温升约束条件下构建用于计算匝数和电流的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵，这样在满足干式空心电抗器的电感、电流、高度、直径等约束参数的同时，兼顾干式空心电抗器的发热和散热。在干式空心电抗器温升达到限值、损耗偏低时后，通过增大干式空心电抗器的内径、增加包封线圈数量、增大饼式结构线圈的高度，提高损耗，从而提高产品的经济性；当电抗器损耗达到限值，温升偏低时，可通过减小干式空心电抗器的内径、减少包封线圈数量、降低饼式结构线圈的高度，从而减小干式空心电抗器的体积，提高产品的经济性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种干式空心电抗器的实现方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种干式空心电抗器的实现设备的内部结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种干式空心电抗器的实现方法、设备及介质，通过获取干式空心电抗器对应的核心参数，能够根据核心参数确定干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵，在合并约束条件下根据包封线圈之间的串联关系，通过矩阵合并得到饼式结构线圈支路自互感系数矩阵，在温升约束条件下构建用于计算匝数和电流的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵，这样在满足干式空心电抗器的电感、电流、高度、直径等约束参数的同时，兼顾干式空心电抗器的发热和散热。在干式空心电抗器温升达到限值、损耗偏低时后，通过增大干式空心电抗器的内径、增加包封线圈数量、增大饼式结构线圈的高度，提高损耗，从而提高产品的经济性；当电抗器损耗达到限值，温升偏低时，可通过减小干式空心电抗器的内径、减少包封线圈数量、降低饼式结构线圈的高度，从而减小干式空心电抗器的体积，提高产品的经济性。解决了现有技术通过绕制更细的电磁线来减小电抗器的尺寸，控制电抗器运行过程中损耗和温升的平衡，而过细的电磁线的加工质量难以得到保证，并且会使成本大幅提高，很难满足损耗和温升的平衡需要的技术问题。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1为本申请实施例提供的一种干式空心电抗器的实现方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例提供的一种干式空心电抗器的实现方法，包括：
101、确定用于约束干式空心电抗器中自互感系数矩阵进行合并的合并约束条件，并获取干式空心电抗器对应的核心参数。
本申请提供了一种以圆筒式结构为基本单元、以饼式结构为框架的复合型的干式空心电抗器。采用将小型圆筒式层式线圈串联组合形成包封线圈，将包封线圈串联组合成线饼结构线圈，将线饼结构线圈并联组合成整台干式空心电抗器的结构。干式空心电抗器中包括多个全并联或串并联连接的饼式结构线圈，每个饼式结构线圈中包括多个包封线圈，每个包封线圈中包括多个层式线圈。为了使内外饼式结构线圈和中间饼式结构线圈实现温升相等，提高设计的经济性，本申请通过调整内外饼式结构线圈中包封线圈的层数予以实现，包封线圈的层数越多，对应的温升就越高。
服务器首先确定出干式空心电抗器中在层式线圈之间的自互感系数矩阵进行合并时的合并约束条件，即各饼式结构线圈之间的匝数密度相等，从而能够在各饼式结构线圈之间的匝数密度相等的基础上，继续获取干式空心电抗器对应的核心参数，从而对饼式结构线圈进行后续处理。
具体地，服务器接收用户对干式空心电抗器的业务需求，并根据业务需求，确定出用户所需的干式空心电抗器对应的目标电感值，进而确定出实现目标电感值的干式空心电抗器，进而根据目标电感值，确定并获取干式空心电抗器对应的核心参数。
需要说明的是，本申请实施例中的核心参数至少包括：干式空心电抗器内径、干式空心电抗器中的饼式结构线圈数量、饼式结构线圈中的包封线圈数量、包封线圈中的层式线圈数量以及电磁线绝缘参数。
102、根据核心参数，确定干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵，并在合并约束条件下，根据包封线圈之间的串联关系，将层式线圈之间的自互感系数矩阵合并为对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵。
具体地，服务器已经确定出干式空心电抗器核心参数中的饼式结构线圈数量、包封线圈数量以及层式线圈数量，并根据饼式结构线圈数量、包封线圈数量以及层式线圈数量，确定出干式空心电抗器中所有层式线圈之间的自互感系数矩阵。服务器将饼式结构线圈数量、包封线圈数量以及层式线圈数量相乘得到对应的乘积，根据确定出的乘积，确定干式空心电抗器中所有层式线圈之间的自互感系数矩阵对应的维度，然后，服务器基于合并约束条件，确定干式空心电抗器中各饼式结构线圈之间的匝数密度，并根据匝数密度以及维度的自互感系数矩阵，确定维度下层式线圈之间的互感值。
在本申请的一个实施例中，自互感系数矩阵如下表所示：
表1：自互感系数矩阵
Figure SMS_1
需要说明的是，本申请实施例中的饼式结构线圈数量为m，层式线圈数量为n，表1为饼式结构线圈支路1到饼式结构线圈支路m的所有包封线圈中层式线圈对应的自互感系数矩阵。
服务器基于干式空心电抗器所要实现的目标电感值，能够确定出对干式空心电抗器的损耗温升需求，并基于损耗温升需求，确定干式空心电抗器的每个饼式结构线圈中的多个包封线圈进行串联连接，进而基于包封线圈之间的串联关系以及层式线圈之间串联关系，将每个饼式结构线圈对应的所有层式线圈之间的自互感系数矩阵进行合并，并得到对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵，然后，服务器根据干式空心电抗器中各饼式结构线圈之间的匝数密度以及饼式结构线圈支路自互感系数矩阵，能够确定出对应饼式结构线圈支路的互感值。
在本申请的一个实施例中，饼式结构线圈支路自互感系数矩阵如下表所示：
表2：饼式结构线圈支路自互感系数矩阵
Figure SMS_2
需要说明的是，本申请实施例中的饼式结构线圈数量为m，M11表示饼式结构线圈支路1中所有包封线圈合并后对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵。
103、确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件，并根据饼式结构线圈支路自互感系数矩阵和饼式结构线圈对应的电路结构，构建饼式结构线圈支路分量方程组。
服务器基于想要实现干式空心电抗器中每个饼式结构线圈的温升都相同的需求，确定出各饼式结构线圈之间的温升约束条件，以及根据确定出的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵以及干式空心电抗器中饼式结构线圈对应的电路结构，构建出用于确定干式空心电抗器中各饼式结构线圈支路匝数和电流的饼式结构线圈支路分量方程组。
具体地，服务器确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件和电密约束条件，并在温升约束条件和电密约束条件下，分别确定每条饼式结构线圈支路中各包封线圈之间的互感值，然后，服务器基于饼式结构线圈支路两端的稳态交流电压、包封线圈之间的互感值、饼式结构线圈支路自互感系数矩阵以及饼式结构线圈对应的电路结构，构建饼式结构线圈支路分量方程组。
在本申请的一个实施例中，干式空心电抗器共有m个饼式结构线圈支路，第i个饼式结构线圈支路的自感为
Figure SMS_3
，直流电阻为/>
Figure SMS_4
，流过的稳态交流电流为/>
Figure SMS_5
，i包封线圈和j包封线圈之间的互感为/>
Figure SMS_6
，干式空心电抗器饼式结构线圈支路两端的稳态交流电压为/>
Figure SMS_7
，根据电路基本原理，可构造如下方程组：
Figure SMS_8
104、根据温升约束条件以及饼式结构线圈支路分量方程组，确定饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，并根据温升约束条件以及饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，确定饼式结构线圈支路对应的散热系数。
具体地，服务器确定出饼式结构线圈支路分量方程组中的感性分量和阻性分量，并且由于感性分量远大于阻性分量，能够将阻性分量忽略，所以服务器基于感性分量与阻性分量之间的比例关系，对饼式结构线圈支路分量方程组进行简化，然后将温升约束条件代入至简化后的饼式结构线圈支路分量方程组中，确定出饼式结构线圈支路对应的电流和匝数。
在本申请的一个实施例中，服务器简化后的饼式结构线圈支路分量方程组如下：
Figure SMS_9
服务器确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件，并根据温升约束条件，确定出每个饼式结构线圈的匝数与电流的乘积，以及匝数电流乘积与散热系数之间的比例关系，此外，服务器还需确定出饼式结构线圈支路中多个包封线圈对应的平均匝数，并将平均匝数代入至温升约束条件中，进而确定出饼式结构线圈支路对应的散热系数。
在本申请的一个实施例中，温升约束条件对应的温升约束公式如下：
Figure SMS_10
需要说明的是，本申请实施例中的
Figure SMS_11
为i包封线圈的电流，/>
Figure SMS_12
为j包封线圈的电，/>
Figure SMS_13
为i包封线圈的散热系数，/>
Figure SMS_14
为j包封线圈的散热系数流，/>
Figure SMS_15
和/>
Figure SMS_16
分别代表i包封和j包封的平均匝数。
105、通过各饼式结构线圈支路对应的电流、匝数以及散热系数，得到对应的干式空心电抗器，以使得干式空心电抗器在目标电感值的控制下，保持损耗和温升的比例关系在预设范围内。
具体地，服务器确定各饼式结构线圈之间的高度约束条件，并基于高度约束条件，确定各饼式结构线圈高度，然后根据各饼式结构线圈高度、各饼式结构线圈支路对应的电流、匝数以及散热系数，确定合并约束条件、述温升约束条件以及高度约束条件下目标电感值对应的干式空心电抗器，从而能够使得干式空心电抗器在目标电感值的控制下，保持损耗和温升的比例关系在预设范围内。
以上为本申请提出的方法实施例。基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种干式空心电抗器的实现设备，其结构如图2所示。
图2为本申请实施例提供的一种干式空心电抗器的实现设备的内部结构示意图。如图2所示，干式空心电抗器中包括多个全并联或串并联连接的饼式结构线圈，饼式结构线圈中包括多个包封线圈，包封线圈中包括多个层式线圈，设备包括：
至少一个处理器；
以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
确定用于约束干式空心电抗器中自互感系数矩阵进行合并的合并约束条件，并获取干式空心电抗器对应的核心参数；
根据核心参数，确定干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵，并在合并约束条件下，根据包封线圈之间的串联关系，将层式线圈之间的自互感系数矩阵合并为对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵；
确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件，并根据饼式结构线圈支路自互感系数矩阵和饼式结构线圈对应的电路结构，构建饼式结构线圈支路分量方程组；
根据温升约束条件以及饼式结构线圈支路分量方程组，确定饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，并根据温升约束条件以及饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，确定饼式结构线圈支路对应的散热系数；
通过各饼式结构线圈支路对应的电流、匝数以及散热系数，得到对应的干式空心电抗器，以使得干式空心电抗器在目标电感值的控制下，保持损耗和温升的比例关系在预设范围内。
本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，干式空心电抗器中包括多个全并联或串并联连接的饼式结构线圈，饼式结构线圈中包括多个包封线圈，包封线圈中包括多个层式线圈，计算机可执行指令设置为：
确定用于约束干式空心电抗器中自互感系数矩阵进行合并的合并约束条件，并获取干式空心电抗器对应的核心参数；
根据核心参数，确定干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵，并在合并约束条件下，根据包封线圈之间的串联关系，将层式线圈之间的自互感系数矩阵合并为对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵；
确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件，并根据饼式结构线圈支路自互感系数矩阵和饼式结构线圈对应的电路结构，构建饼式结构线圈支路分量方程组；
根据温升约束条件以及饼式结构线圈支路分量方程组，确定饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，并根据温升约束条件以及饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，确定饼式结构线圈支路对应的散热系数；
通过各饼式结构线圈支路对应的电流、匝数以及散热系数，得到对应的干式空心电抗器，以使得干式空心电抗器在目标电感值的控制下，保持损耗和温升的比例关系在预设范围内。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (RAM) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器 (ROM) 或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种干式空心电抗器的实现方法，其特征在于，干式空心电抗器中包括多个全并联或串并联连接的饼式结构线圈，饼式结构线圈中包括多个包封线圈，包封线圈中包括多个层式线圈，所述方法包括：
确定用于约束干式空心电抗器中自互感系数矩阵进行合并的合并约束条件，并获取所述干式空心电抗器对应的核心参数；
根据所述核心参数，确定所述干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵，并在所述合并约束条件下，根据包封线圈之间的串联关系，将所述层式线圈之间的自互感系数矩阵合并为对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵；
确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件，并根据所述饼式结构线圈支路自互感系数矩阵和饼式结构线圈对应的电路结构，构建饼式结构线圈支路分量方程组；
根据所述温升约束条件以及所述饼式结构线圈支路分量方程组，确定饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，并根据所述温升约束条件以及所述饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，确定所述饼式结构线圈支路对应的散热系数；
通过各饼式结构线圈支路对应的电流、匝数以及散热系数，得到对应的干式空心电抗器，以使得所述干式空心电抗器在目标电感值的控制下，保持损耗和温升的比例关系在预设范围内。
2.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器的实现方法，其特征在于，所述根据所述核心参数，确定所述干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵，具体包括：
确定所述核心参数中的饼式结构线圈数量、包封线圈数量以及层式线圈数量，并根据所述饼式结构线圈数量、包封线圈数量以及层式线圈数量，确定所述干式空心电抗器中层式线圈之间的自互感系数矩阵；
将所述饼式结构线圈数量、包封线圈数量以及层式线圈数量相乘，得到对应的乘积，并根据所述对应的乘积，确定所述干式空心电抗器中所有层式线圈之间的自互感系数矩阵对应的维度；
基于所述合并约束条件，确定所述干式空心电抗器中各饼式结构线圈之间的匝数密度，并根据所述匝数密度以及所述维度的自互感系数矩阵，确定所述维度下层式线圈之间的互感值。
3.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器的实现方法，其特征在于，所述在所述合并约束条件下，根据包封线圈之间的串联关系，将所述层式线圈之间的自互感系数矩阵合并为对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵，具体包括：
基于干式空心电抗器所要实现的目标电感值，确定对所述干式空心电抗器的损耗温升需求，并基于所述损耗温升需求，确定所述干式空心电抗器的每个饼式结构线圈中的多个包封线圈进行串联连接；
基于包封线圈之间的串联关系以及层式线圈之间串联关系，将每个饼式结构线圈对应的所有层式线圈之间的自互感系数矩阵进行合并，并得到对应的饼式结构线圈支路自互感系数矩阵；
根据干式空心电抗器中各饼式结构线圈的匝数密度以及饼式结构线圈支路自互感系数矩阵，确定对应饼式结构线圈支路的互感值。
4.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器的实现方法，其特征在于，所述确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件，并根据所述饼式结构线圈支路自互感系数矩阵和饼式结构线圈对应的电路结构，构建饼式结构线圈支路分量方程组，具体包括：
确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件和电密约束条件，并在所述温升约束条件和电密约束条件下，分别确定每条饼式结构线圈支路中各包封线圈之间的互感值；
基于饼式结构线圈支路两端的稳态交流电压、包封线圈之间的互感值、饼式结构线圈支路自互感系数矩阵以及饼式结构线圈对应的电路结构，构建饼式结构线圈支路分量方程组。
5.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器的实现方法，其特征在于，所述根据所述温升约束条件以及所述饼式结构线圈支路分量方程组，确定饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，具体包括：
确定所述饼式结构线圈支路分量方程组中的感性分量和阻性分量，并基于感性分量与阻性分量之间的比例关系，对所述饼式结构线圈支路分量方程组进行简化；
将所述温升约束条件代入至简化后的饼式结构线圈支路分量方程组中，确定出饼式结构线圈支路对应的电流和匝数。
6.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器的实现方法，其特征在于，所述根据所述温升约束条件以及所述饼式结构线圈支路对应的电流和匝数，确定所述饼式结构线圈支路对应的散热系数，具体包括：
确定各饼式结构线圈之间的温升约束条件，并根据所述温升约束条件，确定每个饼式结构线圈的匝数与电流的乘积，以及匝数电流乘积与散热系数之间的比例关系；
确定饼式结构线圈支路中多个包封线圈对应的平均匝数，并将所述平均匝数代入至所述温升约束条件中，以确定所述饼式结构线圈支路对应的散热系数。
7.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器的实现方法，其特征在于，所述通过各饼式结构线圈支路对应的电流、匝数以及散热系数，得到对应的干式空心电抗器，以使得所述干式空心电抗器在目标电感值的控制下，保持损耗和温升的比例关系在预设范围内，具体包括：
确定各饼式结构线圈之间的高度约束条件，并基于所述高度约束条件，确定各饼式结构线圈高度；
根据各饼式结构线圈高度、各饼式结构线圈支路对应的电流、匝数以及散热系数，确定合并约束条件、述温升约束条件以及高度约束条件下目标电感值对应的干式空心电抗器，以使所述干式空心电抗器在所述目标电感值的控制下，保持损耗和温升的比例关系在预设范围内。
8.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器的实现方法，其特征在于，所述获取所述干式空心电抗器对应的核心参数，具体包括：
接收用户对干式空心电抗器的业务需求，并根据所述业务需求，确定干式空心电抗器对应的目标电感值；
确定实现所述目标电感值的干式空心电抗器，并获取所述干式空心电抗器对应的核心参数；所述核心参数至少包括：干式空心电抗器内径、干式空心电抗器中的饼式结构线圈数量、饼式结构线圈中的包封线圈数量以及包封线圈中的层式线圈数量。
9.一种干式空心电抗器的实现设备，其特征在于，干式空心电抗器中包括多个饼式结构线圈，饼式结构线圈中包括多个包封线圈，包封线圈中包括多个层式线圈，所述设备包括：
至少一个处理器；
以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-8任一项所述的一种干式空心电抗器的实现方法。
10.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，干式空心电抗器中包括多个饼式结构线圈，饼式结构线圈中包括多个包封线圈，包封线圈中包括多个层式线圈，所述计算机可执行指令设置为：
如权利要求1-8任一项所述的一种干式空心电抗器的实现方法。
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