CN118013760A - 变压器仿真方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种变压器仿真方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。采用本方法能够提升变压器仿真的准确度。
Description
技术领域
本申请涉及设备仿真技术领域，特别是涉及一种变压器仿真方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
背景技术
随着设备仿真技术的发展，利用设备仿真技术可以实现对于大型复杂设备的设备仿真，例如变压器仿真等。
目前，在进行变压器仿真时通常是以数值仿真的方式进行变压器仿真。
然而，在实际的变压器中通常会存在多种物理场的相互作用，且这些物理场所对应的物理过程通常也具有不同的时间尺度，数值仿真的方式通常较难兼顾这些不同尺度下的物理过程，从而导致变压器仿真的准确度变低。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升变压器仿真准确度的变压器仿真方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种变压器仿真方法。所述方法包括：
根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；
确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；
根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
在其中一个实施例中，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；所述确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，包括：
确定所述目标变压器在快时间尺度下的第一系统控制方程；根据所述快时间尺度和慢时间尺度之间的尺度大小关系，在所述第一系统控制方程中添加慢尺度时间变量，得到第二系统控制方程；根据预设加速系数和所述第二系统控制方程，生成多时间尺度下的目标系统控制方程。
在其中一个实施例中，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；所述将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，包括：
将所述目标系统控制方程和所述热流耦合模型进行融合，得到融合模型；根据预设加速系数，对所述融合模型进行多时间尺度平衡，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型。
在其中一个实施例中，所述热流耦合模型包括热流耦合方程；所述根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型，包括：
根据所述目标变压器的产热信息，确定所述目标变压器内部的传热热量信息；根据所述传热热量信息和所述目标变压器的流体信息，建立所述目标变压器的热流耦合方程。
在其中一个实施例中，所述传热热量信息包括热传导热量信息、热对流热量信息和热辐射热量信息；所述根据所述目标变压器的产热信息，确定所述目标变压器内部的传热热量信息，包括：
根据所述目标变压器中紧邻表面之间的距离和热传导系数，生成所述热传导热量信息；根据所述目标变压器内部流体的流体温度、流体接触表面的表面温度和热对流传热系数，生成所述热对流热量信息；根据辐射表面与辐射表面周围环境之间的相对黑度、所述辐射表面的第一热力学温度和所述辐射表面周围环境的第二热力学温度，生成热辐射热量信息。
在其中一个实施例中，所述流体信息包括流体密度、流体动力粘度、流体压力和流体比热容；所述产热信息包括所述目标变压器内部的载流导体产生的热量。
第二方面，本申请还提供了一种变压器仿真装置。所述装置包括：
热流耦合模型生成模块，用于根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；
融合模块，用于确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；
仿真模块，用于根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
上述变压器仿真方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，首先根据目标变压器的产热信息和流体信息来构建目标变压的热流耦合模型；然后将目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息与热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度下的热流耦合系统模型，这样利用该热流耦合系统模型可以准确地对于多时间尺度下的热传导和流体流动现象进行准确评估，从而根据多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制目标变压器的仿真模型进行变压器仿真，可以提升变压器仿真的准确度。
附图说明
图1为本申请一个实施例中变压器仿真方法的流程示意图；
图2为本申请一个实施例中生成目标变压器的热流耦合模型的流程示意图；
图3为本申请一个实施例中确定目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息的流程示意图；
图4为本申请一个实施例中变压器仿真装置的结构框图；
图5为本申请一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，在变压器仿真中通常会涉及到多种物理场的相互作用，如热传导、流体流动、固体变形等，而这些物理过程往往具有不同的时间尺度，例如热传导过程的时间尺度通常较慢，涉及热量在变压器各部件（如绕组、铁芯、绝缘材料等）之间的传递，其时间尺度取决于材料的热导率、厚度以及温度梯度等，而变压器内部发热引起变压器油流动，流体流动会影响变压器内部的温度分布，产生热场和流场的耦合效应，流体流动过程的时间尺度取决于流体的流速、流道尺寸以及流体粘性等。基于此，传统的数值仿真方法往往难以同时兼顾这些不同时间尺度下的物理现象，从而导致变压器仿真的准确度较低。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种变压器仿真方法，包括以下步骤：
步骤202，根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成目标变压器的热流耦合模型。
其中，目标变压器可以为待进行变压器仿真的变压器，产热信息可以为目标变压器内部的载流导体产生的热量，流体信息可以为目标变压器内部的流体密度、流体动力粘度、流体压力和流体比热容等；热流耦合模型为描述目标变压器的温度场和流体场的模型，用于计算变压器内部的流体流速和温度等信息。
需要说明的是，由于温度场和流体场会相互作用，因此目标变压器内部各部件的温度会受到流体场的影响。
作为一种示例，产热信息的具体计算公式如下：
其中，为目标变压器内部的载流导体产生的焦耳热（热量），/>为载流导体上的有效电流值，/>为趋肤效应系数，/>为载流导体的电阻率，/>为电阻率温度系数，/>为载流导体的长度，/>为载流导体的截面积，/>为载流导体的温度。
步骤204，确定目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将目标系统控制信息和热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型。
其中，目标系统控制信息可以为目标变压器的仿真模型的系统控制方程，该系统控制方程的解可以为仿真模型的温度场的解以及仿真模型的流体场的解，该温度场的解可以为变压器内部部件的温度，流体场的解可以为变压器内部流体的流速。
作为一种示例，步骤204包括：获取目标变压器在快时间尺度下的第一系统控制方程，以及在慢时间尺度下的第二系统控制方程，并将第一系统控制方程和第二系统控制方程进行合并，得到多时间尺度下的目标系统控制方程；根据多时间尺度下的目标系统控制方程，对热流耦合模型进行优化，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型。
步骤206，根据多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
其中，仿真模型可以为基于目标变压器的几何参数、材料属性信息和实际运行工况信息进行建立的仿真几何模型，用于对目标变压器进行变压器行为的仿真。
作为一种示例，步骤206包括：根据多时间尺度条件下的热流耦合系统模型进行热流耦合计算，得到热流耦合计算结果；并根据热流耦合计算结果，控制目标变压器的仿真模型运行，以实现变压器仿真。
上述变压器仿真方法中，首先根据目标变压器的产热信息和流体信息来构建目标变压的热流耦合模型；然后将目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息与热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度下的热流耦合系统模型，这样利用该热流耦合系统模型可以准确地对于多时间尺度下的热传导和流体流动现象进行准确评估，从而根据多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制目标变压器的仿真模型进行变压器仿真，可以提升变压器仿真的准确度。
在一个实施例中，如图2所示，热流耦合模型包括热流耦合方程；根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成目标变压器的热流耦合模型，包括：
步骤302，根据目标变压器的产热信息，确定目标变压器内部的传热热量信息；
其中，产热信息可以为目标变压器内部的载流导体产生的热量，传热热量信息可以为热传导产生的热传导热量信息、热对流产生的热对流热量信息以及热辐射产生的热辐射热量信息中的至少一种。
在一个实施例中，传热热量信息包括热传导热量信息、热对流热量信息和热辐射热量信息，根据目标变压器的产热信息，确定目标变压器内部的传热热量信息，包括：
根据目标变压器中紧邻表面之间的距离和热传导系数，生成热传导热量信息；根据目标变压器内部流体的流体温度、流体接触表面的表面温度和热对流传热系数，生成热对流热量信息；根据辐射表面与辐射表面周围环境之间的相对黑度、辐射表面的第一热力学温度和辐射表面周围环境的第二热力学温度，生成热辐射热量信息。
需要说明的是，在变压器中，油纸界面、绝缘结构与载流导体等紧邻表面之间的热量交换为热传导，流体流动引起的热量交换为热对流，电磁波传递引起的热量交换为热辐射。
具体地，获取目标变压器中紧邻表面之间的距离，以及紧邻表面的表面温度，根据该表面温度、距离和热传导系数，计算目标变压器中紧邻表面之间的热传导热量，得到热传导热量信息，其中，目标变压器中紧邻表面可以包括目标变压器中所有产生热传导的紧邻表面之间的热传导热量；根据目标变压器内流体的流体温度、流体接触表面的表面温度以及热对流传热系数计算热对流热量，得到热对流热量信息，其中，流体接触表面可以为发生热传导的两个紧邻表面中的一者，热对流热量信息可以包括目标变压器中所有产生热对流的流体接触表面对应的热对流热量；根据辐射表面与辐射表面周围环境之间的相对黑度、辐射表面的第一热力学温度和辐射表面周围环境的第二热力学温度计算热辐射热量，得到热辐射热量信息，其中，辐射表面可以为发生热传导的两个紧邻表面中的一者，热辐射热量信息可以包括目标变压器中所有产生热辐射的辐射表面对应的热辐射热量。
进一步的，基于上述热传导热量信息、热对流热量信息以及热辐射热量信息，可以知道目标变压器中每一部件的传热热量信息。
作为一种示例，上述热传导热量、热对流热量和热辐射热量的计算公式如下：
其中，为热传导热量，/>为热对流热量，/>为热辐射热量，/>为热传导系数，/>为目标变压器中紧邻表面之间的距离，/>为紧邻表面的表面温度，/>为热对流传热系数，即对流传热表面传热系数，/>为目标变压器内流体的流体温度，/>为常数，/>辐射表面与辐射表面周围环境之间的相对黑度，/>为辐射表面的面积，/>为辐射表面的第一热力学温度，/>为辐射表面周围环境的第二热力学温度。
步骤304，根据传热热量信息和目标变压器的流体信息，建立目标变压器的热流耦合方程。
作为一种示例，本申请中根据变压器油的特性和变压器的运行工况，可以认为变压器中的流体不可压缩；热流耦合方程可以由目标变压器的仿真模型中流体的动量守恒方程、质量守恒方程和能量守恒方程组成。
作为一种示例，步骤304包括：根据目标变压器的传热热量信息，确定目标变压器的仿真模型中每一部件的传热热量总和；根据该仿真模型中每一部件的传热热量总和、该仿真模型中每一部件的温度和流体信息，构建目标变压器的仿真模型中流体的动量守恒方程、质量守恒方程和能量守恒方程，得到目标变压器的仿真模型的热流耦合方程。
作为一种示例，根据该仿真模型中每一部件的传热热量总和、该仿真模型中每一部件的温度和流体信息，构建目标变压器的仿真模型中流体的动量守恒方程、质量守恒方程和能量守恒方程，得到目标变压器的仿真模型的热流耦合方程过程如下：
其中，为流体密度，/>为流体速度的速度矢量，/>为时间，/>为流体动力粘度，/>为流体压力，/>为流体比热容，/>为变压器中部件的传热热量总和，即热传导热量、热对流热量和热辐射热量之和，/>为变压器中部件的温度。
上述实施例中，可以根据目标变压器的产热信息，确定目标变压器内部的热传导热量信息、热对流热量信息和热辐射热量信息，从而根据热传导热量信息、热对流热量信息和热辐射热量信息以及目标变压器的流体信息，即可成功建立目标变压器的热流耦合方程，为变压器仿真奠定基础。
在一个实施例中，如图3所示，目标系统控制信息包括目标系统控制方程；确定目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，包括：
步骤402，确定目标变压器在快时间尺度下的第一系统控制方程。
其中，目标变压器在快时间尺度下的第一系统控制方程的计算公式如下：
其中，为目标变压器的常规非线性系统的控制方程，即第一系统控制方程，/>为第一系统控制方程的解，该解可以包括目标变压器中温度场的解和流体场的解，/>为快尺度时间变量，/>为快时间尺度算子。
步骤404，根据快时间尺度和慢时间尺度之间的尺度大小关系，在第一系统控制方程中添加慢尺度时间变量，得到第二系统控制方程。
作为一种示例，步骤404包括：根据快时间尺度和慢时间尺度之间的尺度大小关系，确定慢时间尺度算子；根据慢时间尺度算子，在第一系统控制方程中添加慢尺度时间变量，得到第二系统控制方程。
作为一种示例，第二系统控制方程如下：
其中，为第一系统控制方程，快时间尺度为慢时间尺度的/>倍，/>为快时间尺度算子，/>为第二系统控制方程的解，该解可以包括目标变压器中温度场的解和流体场的解，为快尺度时间变量，/>为慢尺度时间变量，/>。
步骤406，根据预设加速系数，根据预设加速系数和第二系统控制方程，生成多时间尺度下的目标系统控制方程。
作为一种示例，步骤406包括：根据预设加速系数，将第二系统控制方程中的慢时间尺度和快时间尺度统一到同一时间尺度，得到第三系统控制方程；并根据第一系统控制方程和第三系统控制方程之间的关系，生成多时间尺度下的目标系统控制方程。
作为一种示例，根据预设加速系数，将第二系统控制方程中的慢时间尺度和快时间尺度统一到同一时间尺度，得到第三系统控制方程的具体计算过程如下：
首先，通过预设加速系数，对慢时间尺度下的系统控制方程进行加速，得到加速后的系统控制方程表示为：
其中，为加速后的系统控制方程，快时间尺度为慢时间尺度的/>倍，/>为快时间尺度算子，/>为加速后的系统控制方程的解，该解可以包括目标变压器中温度场的解和流体场的解，/>为快尺度时间变量。
进一步的，第三系统控制方程可以表示为：
其中，为第三系统控制方程，快时间尺度为慢时间尺度的/>倍，/>为快时间尺度算子，/>为第三系统控制的解，该解可以包括目标变压器中温度场的解和流体场的解，/>为快尺度时间变量，/>为慢尺度时间变量，/>为预设加速系数，用于将慢时间尺度加速到与快时间尺度处于同一时间尺度。
进一步的，建立第三系统控制方程和第一系统控制方程的关系方程，即可得到多时间尺度下的目标系统控制方程，目标系统控制方程可以表示为：
其中，为第三系统控制方程，快时间尺度为慢时间尺度的/>倍，/>为快时间尺度算子，/>为系统控制方程的解，该解可以包括目标变压器中温度场的解和流体场的解，/>为快尺度时间变量，/>为慢尺度时间变量，/>为预设加速系数，用于将慢时间尺度加速到与快时间尺度处于同一时间尺度，/>为目标变压器的常规非线性系统的控制方程，即第一系统控制方程，这样由于/>是可以直接建立得到的，只要知道/>和/>即可建立得到第三系统控制方程，而/>可以根据快时间尺度和慢时间尺度之间的关系得到，/>则可以根据快时间尺度和慢时间尺度之间的关系具体进行设置，这样就可以建立得到多时间尺度下的目标系统控制方程。
在一个实施例中，目标系统控制信息包括目标系统控制方程；将目标系统控制信息和热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，包括：
将目标系统控制方程和热流耦合模型进行融合，得到融合模型；根据预设加速系数，对融合模型进行多时间尺度平衡，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型。
其中，多时间尺度条件下的热流耦合系统模型可以为多时间尺度下的热流耦合计算方程，用于计算目标变压器在热流耦合情况情况下温度场的解和流体场的解。
具体地，将热流耦合方程代入目标系统控制方程，即可得到融合模型的表达式方程，根据预设加速系数，将融合模型的表达式方程中的慢时间尺度和快时间尺度统一至同一时间尺度，得到多时间尺度条件下的热流耦合计算方程。
作为一种示例，热流耦合方程和目标系统控制方程的具体表示可参照上述实施例内容，在此不在赘述，本实施例中将热流耦合方程代入目标系统控制方程，得到的融合模型的表达式方程可表示为：
其中，为流体密度，/>为流体速度的速度矢量，/>为时间，/>为流体动力粘度，/>为流体压力，/>为流体比热容，/>为变压器中部件的传热热量总和，即热传导热量、热对流热量和热辐射热量之和，/>为变压器中部件的温度，/>为快尺度时间变量，/>为慢尺度时间变量。
进一步的，融合模型的表达式方程可以认为是快时间尺度下的第一系统控制方程，融合模型的表达式方程中流体场的解和温度场的解/>对应第一系统控制方程的解/>，融合模型的表达式方程中等式右侧对应快时间尺度下的第一系统控制方程/>，进而引入慢时间变量后，并令/>，可将第一系统控制方程写为：
进一步的，在第一系统控制方程中引入预设加速系数，即可得到最终的多时间尺度条件下的热流耦合计算方程如下：
其中，为流体密度，/>为流体速度的速度矢量，/>为时间，/>为流体动力粘度，/>为流体压力，/>为流体比热容，/>为变压器中部件的传热热量总和，即热传导热量、热对流热量和热辐射热量之和，/>为变压器中部件的温度，/>为快尺度时间变量，/>为慢尺度时间变量，/>为预设加速系数。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的变压器仿真方法的变压器仿真装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个变压器仿真装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于变压器仿真方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种变压器仿真装置，包括：热流耦合模型生成模块502、热流耦合模型生成模块504和仿真模块506，其中：
热流耦合模型生成模块，用于根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型。
融合模块，用于确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型。
仿真模块，用于根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
在其中一个实施例中，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；所述融合模块还用于：
确定所述目标变压器在快时间尺度下的第一系统控制方程；根据所述快时间尺度和慢时间尺度之间的尺度大小关系，在所述第一系统控制方程中添加慢尺度时间变量，得到第二系统控制方程；根据预设加速系数和所述第二系统控制方程，生成多时间尺度下的目标系统控制方程。
在其中一个实施例中，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；所述融合模块还用于：
将所述目标系统控制方程和所述热流耦合模型进行融合，得到融合模型；根据预设加速系数，对所述融合模型进行多时间尺度平衡，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型。
在其中一个实施例中，所述热流耦合模型包括热流耦合方程；所述热流耦合模型生成模块还用于：
根据所述目标变压器的产热信息，确定所述目标变压器内部的传热热量信息；根据所述传热热量信息和所述目标变压器的流体信息，建立所述目标变压器的热流耦合方程。
在其中一个实施例中，所述传热热量信息包括热传导热量信息、热对流热量信息和热辐射热量信息；所述热流耦合模型生成模块还用于：
根据所述目标变压器中紧邻表面之间的距离和热传导系数，生成所述热传导热量信息；根据所述目标变压器内部流体的流体温度、流体接触表面的表面温度和热对流传热系数，生成所述热对流热量信息；根据辐射表面与辐射表面周围环境之间的相对黑度、所述辐射表面的第一热力学温度和所述辐射表面周围环境的第二热力学温度，生成热辐射热量信息。
在其中一个实施例中，所述流体信息包括流体密度、流体动力粘度、流体压力和流体比热容；所述产热信息包括所述目标变压器内部的载流导体产生的热量。
上述变压器仿真装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种变压器仿真方法。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
在一个实施例中，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
确定所述目标变压器在快时间尺度下的第一系统控制方程；根据所述快时间尺度和慢时间尺度之间的尺度大小关系，在所述第一系统控制方程中添加慢尺度时间变量，得到第二系统控制方程；根据预设加速系数和所述第二系统控制方程，生成多时间尺度下的目标系统控制方程。
在一个实施例中，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
将所述目标系统控制方程和所述热流耦合模型进行融合，得到融合模型；根据预设加速系数，对所述融合模型进行多时间尺度平衡，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型。
在一个实施例中，所述热流耦合模型包括热流耦合方程；处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据所述目标变压器的产热信息，确定所述目标变压器内部的传热热量信息；根据所述传热热量信息和所述目标变压器的流体信息，建立所述目标变压器的热流耦合方程。
在一个实施例中，所述传热热量信息包括热传导热量信息、热对流热量信息和热辐射热量信息；处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据所述目标变压器中紧邻表面之间的距离和热传导系数，生成所述热传导热量信息；根据所述目标变压器内部流体的流体温度、流体接触表面的表面温度和热对流传热系数，生成所述热对流热量信息；根据辐射表面与辐射表面周围环境之间的相对黑度、所述辐射表面的第一热力学温度和所述辐射表面周围环境的第二热力学温度，生成热辐射热量信息。
在一个实施例中，所述流体信息包括流体密度、流体动力粘度、流体压力和流体比热容；所述产热信息包括所述目标变压器内部的载流导体产生的热量。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
在一个实施例中，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
确定所述目标变压器在快时间尺度下的第一系统控制方程；根据所述快时间尺度和慢时间尺度之间的尺度大小关系，在所述第一系统控制方程中添加慢尺度时间变量，得到第二系统控制方程；根据预设加速系数和所述第二系统控制方程，生成多时间尺度下的目标系统控制方程。
在一个实施例中，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
将所述目标系统控制方程和所述热流耦合模型进行融合，得到融合模型；根据预设加速系数，对所述融合模型进行多时间尺度平衡，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型。
在一个实施例中，所述热流耦合模型包括热流耦合方程；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据所述目标变压器的产热信息，确定所述目标变压器内部的传热热量信息；根据所述传热热量信息和所述目标变压器的流体信息，建立所述目标变压器的热流耦合方程。
在一个实施例中，所述传热热量信息包括热传导热量信息、热对流热量信息和热辐射热量信息；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据所述目标变压器中紧邻表面之间的距离和热传导系数，生成所述热传导热量信息；根据所述目标变压器内部流体的流体温度、流体接触表面的表面温度和热对流传热系数，生成所述热对流热量信息；根据辐射表面与辐射表面周围环境之间的相对黑度、所述辐射表面的第一热力学温度和所述辐射表面周围环境的第二热力学温度，生成热辐射热量信息。
在一个实施例中，所述流体信息包括流体密度、流体动力粘度、流体压力和流体比热容；所述产热信息包括所述目标变压器内部的载流导体产生的热量。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
在一个实施例中，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
确定所述目标变压器在快时间尺度下的第一系统控制方程；根据所述快时间尺度和慢时间尺度之间的尺度大小关系，在所述第一系统控制方程中添加慢尺度时间变量，得到第二系统控制方程；根据预设加速系数和所述第二系统控制方程，生成多时间尺度下的目标系统控制方程。
在一个实施例中，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
将所述目标系统控制方程和所述热流耦合模型进行融合，得到融合模型；根据预设加速系数，对所述融合模型进行多时间尺度平衡，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型。
在一个实施例中，所述热流耦合模型包括热流耦合方程；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据所述目标变压器的产热信息，确定所述目标变压器内部的传热热量信息；根据所述传热热量信息和所述目标变压器的流体信息，建立所述目标变压器的热流耦合方程。
在一个实施例中，所述传热热量信息包括热传导热量信息、热对流热量信息和热辐射热量信息；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据所述目标变压器中紧邻表面之间的距离和热传导系数，生成所述热传导热量信息；根据所述目标变压器内部流体的流体温度、流体接触表面的表面温度和热对流传热系数，生成所述热对流热量信息；根据辐射表面与辐射表面周围环境之间的相对黑度、所述辐射表面的第一热力学温度和所述辐射表面周围环境的第二热力学温度，生成热辐射热量信息。
在一个实施例中，所述流体信息包括流体密度、流体动力粘度、流体压力和流体比热容；所述产热信息包括所述目标变压器内部的载流导体产生的热量。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种变压器仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；
确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；
根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；所述确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，包括：
确定所述目标变压器在快时间尺度下的第一系统控制方程；
根据所述快时间尺度和慢时间尺度之间的尺度大小关系，在所述第一系统控制方程中添加慢尺度时间变量，得到第二系统控制方程；
根据预设加速系数和所述第二系统控制方程，生成多时间尺度下的目标系统控制方程。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标系统控制信息包括目标系统控制方程；所述将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，包括：
将所述目标系统控制方程和所述热流耦合模型进行融合，得到融合模型；
根据预设加速系数，对所述融合模型进行多时间尺度平衡，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热流耦合模型包括热流耦合方程；所述根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型，包括：
根据所述目标变压器的产热信息，确定所述目标变压器内部的传热热量信息；
根据所述传热热量信息和所述目标变压器的流体信息，建立所述目标变压器的热流耦合方程。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传热热量信息包括热传导热量信息、热对流热量信息和热辐射热量信息；所述根据所述目标变压器的产热信息，确定所述目标变压器内部的传热热量信息，包括：
根据所述目标变压器中紧邻表面之间的距离和热传导系数，生成所述热传导热量信息；
根据所述目标变压器内部流体的流体温度、流体接触表面的表面温度和热对流传热系数，生成所述热对流热量信息；
根据辐射表面与辐射表面周围环境之间的相对黑度、所述辐射表面的第一热力学温度和所述辐射表面周围环境的第二热力学温度，生成热辐射热量信息。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述流体信息包括流体密度、流体动力粘度、流体压力和流体比热容；所述产热信息包括所述目标变压器内部的载流导体产生的热量。
7.一种变压器仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
热流耦合模型生成模块，用于根据目标变压器的产热信息和流体信息，生成所述目标变压器的热流耦合模型；
融合模块，用于确定所述目标变压器在多时间尺度下的目标系统控制信息，并将所述目标系统控制信息和所述热流耦合模型进行融合，得到多时间尺度条件下的热流耦合系统模型；
仿真模块，用于根据所述多时间尺度条件下的热流耦合系统模型，控制所述目标变压器的仿真模型进行变压器仿真。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410327322.0A CN118013760A (zh) | 2024-03-21 | 2024-03-21 | 变压器仿真方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410327322.0A CN118013760A (zh) | 2024-03-21 | 2024-03-21 | 变压器仿真方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118013760A true CN118013760A (zh) | 2024-05-10 |
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ID=90943388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410327322.0A Pending CN118013760A (zh) | 2024-03-21 | 2024-03-21 | 变压器仿真方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118013760A (zh) |
-
2024
- 2024-03-21 CN CN202410327322.0A patent/CN118013760A/zh active Pending
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