基于T-ψ有限元法的多目标函数变压器优化设计

• 作者: 杨新生 张云鹏 徐桂芝 张长庚 傅为农
• 来源期刊: 电工技术学报
• 关键词: 变压器 有限元法 多目标函数 改进型广义差分进化算法 优化设计
• 年，卷（期）: 2021,（z1）
• 所属期刊栏目: 电工理论与新技术
• 页码范围: 75-83
• 页数: 9页
• 分类号: TM402
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.L90544

摘要

随着电网容量和电压等级的不断提高,用户对电力变压器优化设计提出了更高的要求,该文基于矢量电位-标量磁位(T-ψ)有限元法(FEM)对变压器拓扑结构进行多目标函数优化设计,旨在提高变压器性能、降低制造成本.变压器设计涉及多参量多目标函数,故采用改进型广义差分进化算法(GED3)实现快速全局寻优.由于每个优选案例都需要采用有限元法对变压器性能参数进行验证,花费时间较长.为了减少变压器仿真验证所需时间,故在保证精度的前提下,寻优过程中采用较粗网格,待最优案例确定后,采用密网格与有限元法相结合对变压器各项性能参数加以对比验证分析.挑选最优案例与未优化变压器各项参数进行对比,优化后的变压器铜损降低4.5％,铁损增加0.81％,但总损耗降低3.62％,制造成本降低3.89％.且在采用粗细网格下,无载损耗误差为0.825％,为工程应用中可接受范围,验证了该文方法的正确性,且该方法可应用于其他电工装备优化设计中.