针对油浸式变压器瞬态流固耦合温度场求解存在模型自由度高导致耗时长达小时级的缺陷,构建了变压器数字孪生降阶模型,基于该模型可快速求解瞬态温度场。首先建立基于物联网(internet of things,IoT)的变压器数字孪生实现架构,搭建瞬态...针对油浸式变压器瞬态流固耦合温度场求解存在模型自由度高导致耗时长达小时级的缺陷,构建了变压器数字孪生降阶模型,基于该模型可快速求解瞬态温度场。首先建立基于物联网(internet of things,IoT)的变压器数字孪生实现架构,搭建瞬态流固耦合温度场伽辽金有限元全阶模型。其次,提出将本征正交分解(properorthogonal decomposition,POD)与有限元结合建立瞬态温度场降阶模型,并结合实测数据给出数字孪生建模与降阶计算流程。最后,开展实际变压器温升试验确保全阶模型准确性,并应用不同阶数降阶模型快速计算温度场分布,比较各阶模型的计算误差与时间。结果表明:计算值与实测值的温升误差绝对值满足在1.5℃以内;3阶模型计算结果与全阶模型结果符合POD误差规范要求;降阶模型与全阶模型相比其计算时间由小时级降至秒级。研究结果验证了降阶模型的准确性与时效性,可以在保证数字孪生模型求解精度的同时最大限度提高求解效率。展开更多
文摘针对油浸式变压器瞬态流固耦合温度场求解存在模型自由度高导致耗时长达小时级的缺陷,构建了变压器数字孪生降阶模型,基于该模型可快速求解瞬态温度场。首先建立基于物联网(internet of things,IoT)的变压器数字孪生实现架构,搭建瞬态流固耦合温度场伽辽金有限元全阶模型。其次,提出将本征正交分解(properorthogonal decomposition,POD)与有限元结合建立瞬态温度场降阶模型,并结合实测数据给出数字孪生建模与降阶计算流程。最后,开展实际变压器温升试验确保全阶模型准确性,并应用不同阶数降阶模型快速计算温度场分布,比较各阶模型的计算误差与时间。结果表明:计算值与实测值的温升误差绝对值满足在1.5℃以内;3阶模型计算结果与全阶模型结果符合POD误差规范要求;降阶模型与全阶模型相比其计算时间由小时级降至秒级。研究结果验证了降阶模型的准确性与时效性,可以在保证数字孪生模型求解精度的同时最大限度提高求解效率。
