金 亮 祝登锋 杨庆新 张俊杰 巩德鑫

超高压电抗器电感计算灰箱模型与优化

金 亮1,2祝登锋1,2杨庆新1,2张俊杰3巩德鑫1,2

（1. 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室（河北工业大学） 天津 300400 2. 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室（河北工业大学） 天津 300400 3. 保定天威保变电气股份有限公司 保定 071056）

现有的超高压电抗器电感解析和经验计算公式误差大于工程要求的1%，电感计算误差大时会导致电抗器的优化结果较差。该文基于电磁原理建立修正电感计算经验公式，将误差降低至约1%，并建立先验电磁原理的可辨识电感计算灰箱模型。基于数值模拟得到电感样本数据集，通过引入自适应变异因子和最优个体，建立改进差分进化算法并对灰箱模型进行参数识别，得到0.1%误差的高精度电感计算模型。使用带精英策略的快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对超高压电抗器进行优化设计，将电抗器的导线质量和损耗分别减少了21.4%、18.6%。实验证明了经参数辨识得到的电感计算灰箱模型的正确性和优化方法的有效性。该文建立的电抗器电感参数辨识方法为高精度电感计算提供了一条新的理论和实践思路。

超高压电抗器 灰箱模型 差分进化算法 参数辨识 少样本

0 引言

超高压油浸空心电抗器作为串联谐振高压实验的主要设备，其核心参数是电感。高精度电感计算模型的建立能够有效指导电抗器设计方案的更新迭代。

根据电抗器电感与设计变量映射关系的不同求解方式，可将电感计算模型分为三类：白箱模型[1]、黑箱模型[2]和灰箱模型[3]。……