本发明涉及直流变压器，具体涉及了一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法、装置及介质。
背景技术：
1、近年来，高压直流在电力领域的应用越来越广泛，与传统交流配电网相比，直流配电网具有供电容量更大、供电半径更长、电能质量问题不突出，并且不存在无功补偿问题等优势。高压直流变压器是未来直流配电网的重要组成部分，并且非隔离高压直流变压器因其体积小、成本低等特点成为目前主流的高压直流变压器。
2、由于电力在电网传输过程中会产生损耗，直流变压器作为电力传输结构中的重要一环，在电力系统中具有数量大、应用范围广的特点，所产生的损耗不可忽略，因此，变压器损耗指标是电力行业长期以来所关注的重要指标，为了节能降耗提升效率，需要一种能够实现非隔离高压直流变压器损耗的计算和精准预测的方案。
技术实现思路
1、为此，本发明提出了一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法、装置及介质，可以实现非隔离高压直流变压器损耗的计算和精准预测。
2、在第一方面，本发明提供一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法，包括：
3、步骤一、基于构建的变压器损耗数学模型计算非隔离高压直流变压器的损耗值；
4、步骤二、基于所述损耗值和多目标优化算法确定预测模型的模型参数，所述模型参数至少包括：时间窗口大小、批处理大小和隐藏层单元数目；
5、步骤三、基于所述损耗值和所述模型参数训练所述预测模型，直至模型收敛，基于模型输出得到损耗预测值。
6、进一步的，所述方法还包括：基于非隔离高压直流变压器的拓扑电路构建所述变压器损耗数学模型的步骤；
7、所述非隔离高压直流变压器的拓扑电路包括高压端、低压端以及所述高压端和所述低压端之间级联的a相桥臂电路、b相桥臂电路和c相桥臂电路；所述a相桥臂电路经第一开关连接所述高压端，经第二开关连接所述低压端；所述b相桥臂电路经第三开关连接所述高压端，经第四开关连接所述低压端；所述c相桥臂电路经第五开关连接所述高压端，经第六开关连接所述低压端；所述a相桥臂电路、b相桥臂电路和c相桥臂电路分别采用了多个串联的半桥子模块和一个桥臂电感。
8、上述基于非隔离高压直流变压器的拓扑电路构建所述变压器损耗数学模型包括：
9、定义高压端的电流为ih、低压端的电流为il，ih＝iha+ihb+ihc，il＝ila+ilb+ilc；其中，iha、ihb、ihc分别表示由高压端注入a相桥臂、b相桥臂、c相桥臂的电流，ila、ilb、ilc分别表示由a相桥臂、b相桥臂、c相桥臂注入低压端的电流；
10、定义高压端的电压为uh、低压端的电压为ul；
11、当所述第一开关导通、所述第二开关关断时，a相桥臂电压为uh、电流为iha，且uh＝upa+ula，iha＝ipa；
12、当所述第二开关导通、所述第一开关关断时，a相桥臂电压为ul、电流为ila，且ul＝upa+ula，ila＝ipa；
13、当所述第三开关导通、所述第四开关关断时，b相桥臂电压为uh、电流为ihb，且uh＝upb+ulb，ihb＝ipb；
14、当所述第四开关导通、所述第三开关关断时，b相桥臂电压为ul、电流为ilb，且ul＝upb+ulb，ilb＝ipb；
15、当所述第五开关导通、所述第六开关关断时，c相桥臂电压为uh、电流为ihc，且uh＝upc+ulc，ihc＝ipc；
16、当所述第六开关导通、所述第五开关关断时，c相桥臂电压为ul、电流为ilc，且ul＝upc+ulc，ilc＝ipc；
17、其中，upa、upb、upc分别表示a相桥臂、b相桥臂和c相桥臂的所有半桥子模块的电压总和，ula、ulb和ulc分别表示a相桥臂、b相桥臂和c相桥臂的桥臂电感两端电压，ipa、ipb和ipc分别表示a相桥臂、b相桥臂和c相桥臂的所有半桥子模块的电流总和；
18、定义a相桥臂功率、b相桥臂功率和c相桥臂功率分别为pha、phb、phc，pha＝uhiha＝ulila,phb＝uhihb＝ulilb,phc＝uhihc＝ulilc。
19、上述半桥子模块至少包括基于半导体器件、全控型器件和电容器件构成的开关电路；
20、所述基于构建的变压器损耗数学模型计算非隔离高压直流变压器的损耗值包括：
21、分别计算所述非隔离高压直流变压器的通态损耗和开关损耗，根据所述通态损耗和所述开关损耗的累加结果确定所述非隔离高压直流变压器的损耗值；其中，所述通态损耗包括a相桥臂电路、b相桥臂电路和c相桥臂电路的各个半桥子模块所对应的导通损耗和旁路损耗。
22、进一步的，所述a相桥臂电路、b相桥臂电路和c相桥臂电路的各个半桥子模块所对应的导通损耗记为pd1a、pg1a、pd1b、pg1b、pd1c、pg1c，计算公式如下：
23、
24、
25、所述a相桥臂电路、b相桥臂电路和c相桥臂电路的各个半桥子模块所对应的旁路损耗记为pg2a、pd2a、pg2b、pd2b、pg2c、pd2c，计算公式如下：
26、
27、所述开关损耗记为psw,gon、psw,goff，计算公式如下：
28、
29、所述非隔离高压直流变压器的损耗值记为pdc,all，计算公式如下：
30、pdc,all＝pd1a+pg2a+pd1b+pg2b+pd1c+pg2c+pg1a+pd2a+
31、pg1b+pd2b+pg1c+pd2c+psw,gon+psw,goff；
32、其中，n表示各个桥臂的半桥子模块总数，na、nb、nc分别表示a相桥臂、b相桥臂、c相桥臂导通时投入的半桥子模块数量，且uh＝n*uc，ul＝na*uc,uc表示半桥子模块中电容器件的电压；vd1,on、vd2,on表示半桥子模块中半导体器件的导通压降；vg1,on、vg2,on表示半桥子模块中全控型器件的导通压降；t、fsw、eon、eoff、it、in、un、krg,on、krg,off、ktj,i均为固定参数。
33、进一步的，上述步骤一中计算的所述损耗值包括当前时刻以及历史时刻的损耗值；所述方法还包括：基于所述损耗值获得第一样本数据和第二样本数据。
34、进一步的，所述多目标优化算法采用nsga-iii算法，所述预测模型采用lstm模型；
35、所述基于所述损耗值和多目标优化算法确定预测模型的模型参数具体包括：
36、将所述时间窗口大小、所述批处理大小和所述隐藏层单元数目作为优化目标，基于所述第一样本数据和所述预测模型的目标函数，采用nsga-iii算法对所述目标函数进行优化以确定所述模型参数。
37、所述基于所述损耗值和所述模型参数训练所述预测模型，直至模型收敛，基于模型输出得到损耗预测值具体包括：
38、基于所述模型参数初始化所述预测模型，基于所述第二样本数据和所述目标函数迭代训练所述预测模型，并将停止迭代时的模型输出确定为得到的所述损耗预测值。
39、在第二方面，本发明提供一种控制装置，该控制装置包括处理器和存储装置，所述存储装置适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行上述一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法的技术方案中任一项技术方案所述的方法。
40、在第三方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质其中存储有多条程序代码，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行上述一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法的技术方案中任一项技术方案所述的方法。
41、本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
42、在实施本发明的技术方案中，基于构建的变压器损耗数学模型计算非隔离高压直流变压器的损耗值；基于所述损耗值和多目标优化算法确定预测模型的模型参数，所述模型参数至少包括：时间窗口大小、批处理大小和隐藏层单元数目；基于所述损耗值和所述模型参数训练所述预测模型，直至模型收敛，基于模型输出得到损耗预测值。本发明通过设计变压器损耗数学模型计算变压器损耗值，通过采用多目标优化算法优化预测模型参数，基于数学模型计算得到的损耗值对预测模型进行训练以及获得模型输出的损耗预测值，可以有效提高非隔离高压直流变压器损耗预测的准确性。
1.一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法，其特征在于，所述方法还包括：基于非隔离高压直流变压器的拓扑电路构建所述变压器损耗数学模型的步骤；
3.根据权利要求2所述的一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法，其特征在于，所述基于非隔离高压直流变压器的拓扑电路构建所述变压器损耗数学模型包括：
4.根据权利要求3所述的一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法，其特征在于，所述半桥子模块至少包括基于半导体器件、全控型器件和电容器件构成的开关电路；
5.根据权利要求4所述的一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法，其特征在于：
9.一种控制装置，包括处理器和存储装置，所述存储装置适于存储多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行权利要求1至8中任一项所述的一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行权利要求1至8中任一项所述的一种非隔离高压直流变压器损耗预测方法。
