Page 118 - 电力设备电气自动化控制技术研究
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Research on Electrical Automation Control Technology for Power Equipment
电力设备电气自动化控制技术研究
数值仿真技术是运用仿真硬件和软件并通过仿真实验，结合数值计算及问题
求解方法，反映输变电设备物理空间运行过程的技术，其包含 CAE 仿真、系统
仿真、多物理场仿真等方法。在输变电设备设计阶段，通过仿真技术，可实现对
电子电路、机械等设计步骤的优化、设备设计方案合理性的模拟及设计进度的展
示等；在其制造阶段，可通过对其生产制造流水线、规划、物流、服务等过程的
仿真及优化，实现输变电设备的智能制造；在运维阶段，基于输变电设备运行机
理，结合运行感知数据及多物理场仿真技术，可实现对其当前运行状态的仿真及
未来运行状态的预测，辅助现场运维人员检修决策的制定。模型降阶技术是指将
随时间变化的多维物理过程进行低维的近似描述，在满足计算精度要求的前提下
使得仿真结果达到最优化，从而降低计算维度、减少计算量并节省仿真计算时间。
常用的降价方法有特征正交分解法（proper orthogonaldecomposition，POD），动
力模态分解法（dynamic mode decomposition，DMD），全局稳定性分析等。模
型是仿真计算的核心，模型的准确度直接影响仿真结果的可信度，仿真模型校核
技术是用于确定仿真模型是否能满足开发者的要求，模型验证技术是为了确定仿
真模型对其代表的真实系统描述的精准程度，模型确认技术是为了确定所建的仿
真模型是否适合某一特定的应用。对输变电设备全生命周期进行仿真计算时，会
存在来自模型、计算方法及硬件引起的误差，可采用零、部件模型校核、弹体动
力学模型校验、静态分析、动态测试等方法进行模型的校验，模型验证的方法包
括可信性验证法及模型一致性验证法等，模型的确认需权威机构根据验证信息及
其结果进行验收。模型进化技术是在已建好的数字模型基础上，通过仿真计算得
出当前运行中存在的问题，并对其进行改进优化，提高仿真的准确性。常用的方
法包括超参数优化、进化寻优等。模型融合技术可集合输变电设备全生命周期各
阶段的仿真模型，从而建立起统一的、具有可扩充性的能表达完整信息的输变电
设备仿真模型，以提升模拟计算的准确率，该技术的实现方法包括增量模型法、
演化模型法、瀑布模型法、螺旋模型法等。机理驱动的仿真计算阶段，除上述关
键技术外，还需要并行计算技术、反演技术、高性能加速计算技术等支撑。
4. 数据驱动智能分析阶段
数据驱动智能分析阶段的主要任务是在信息不完整或机理不明确情况下，通
过大数据分析、人工智能等手段对输变电设备全生命周期进行预测，此时对输变
电设备全生命周期的监测不仅局限于人类的认知水平，反而更加注重对未知的不
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