本技術(shù)涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及基于變壓器內(nèi)局部熱源分布的冷卻方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)自動化和電力需求的不斷增長，變壓器作為電力系統(tǒng)中不可或缺的設(shè)備，其穩(wěn)定性及效率更受到了廣泛關(guān)注。變壓器在運(yùn)行過程中，其內(nèi)部組件會因?yàn)殡娏魍ㄟ^而產(chǎn)生熱量，如果熱量不能有效控制，將對變壓器的性能和壽命造成嚴(yán)重影響。因此，保持變壓器內(nèi)部的適當(dāng)溫度，是確保電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。

2、目前，變壓器的冷卻技術(shù)主要依賴于傳統(tǒng)的空氣冷卻或油浸冷卻系統(tǒng)，這些系統(tǒng)往往采用統(tǒng)一的冷卻策略，對所有的熱源進(jìn)行同等程度的冷卻處理。然而，這種方法無法對應(yīng)變壓器內(nèi)部不同位置和不同強(qiáng)度的熱源進(jìn)行有效區(qū)分和針對性冷卻，導(dǎo)致冷卻效果較低。

3、因此，亟需基于變壓器內(nèi)局部熱源分布的冷卻方法、裝置及電子設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供了基于變壓器內(nèi)局部熱源分布的冷卻方法、裝置及電子設(shè)備，提高了冷卻效果。

2、在本技術(shù)的第一方面提供了基于變壓器內(nèi)局部熱源分布的冷卻方法，該方法包括：獲取變壓器內(nèi)部多個預(yù)設(shè)位置處的溫度數(shù)據(jù)；基于所述溫度數(shù)據(jù)，建立反映所述變壓器內(nèi)部熱源分布特征的三維溫度場模型，所述三維溫度場模型包括所述變壓器內(nèi)部的溫度分布和熱傳導(dǎo)特性參數(shù)；利用所述三維溫度場模型，計(jì)算所述變壓器內(nèi)部的局部熱源的空間坐標(biāo)和熱功率參數(shù)；根據(jù)所述空間坐標(biāo)和所述熱功率參數(shù)，確定變壓器冷卻系統(tǒng)的目標(biāo)冷卻區(qū)域和對應(yīng)的冷卻強(qiáng)度參數(shù)，所述冷卻強(qiáng)度參數(shù)包括冷卻介質(zhì)的流量、流速以及溫度；根據(jù)所述冷卻強(qiáng)度參數(shù)控制變壓器冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以便于所述變壓器冷卻系統(tǒng)對所述目標(biāo)冷卻區(qū)域進(jìn)行冷卻。

3、通過采用上述技術(shù)方案，通過獲取變壓器內(nèi)部多個預(yù)設(shè)位置處的溫度數(shù)據(jù)，建立反映變壓器內(nèi)部熱源分布特征的三維溫度場模型，可以準(zhǔn)確地描述變壓器內(nèi)部的溫度分布和熱傳導(dǎo)特性。利用該模型計(jì)算變壓器內(nèi)部局部熱源的空間坐標(biāo)和熱功率參數(shù)，可以精確地定位和量化變壓器內(nèi)部的熱量產(chǎn)生和聚集區(qū)域。根據(jù)局部熱源的空間坐標(biāo)和熱功率參數(shù)，可以確定變壓器冷卻系統(tǒng)的目標(biāo)冷卻區(qū)域和對應(yīng)的冷卻強(qiáng)度參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對高溫區(qū)域的針對性冷卻。通過根據(jù)冷卻強(qiáng)度參數(shù)控制變壓器冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)變壓器內(nèi)部熱點(diǎn)區(qū)域的精準(zhǔn)冷卻，提高冷卻效率，延長變壓器的使用壽命。該方法充分考慮了變壓器內(nèi)部的實(shí)際溫度分布和熱量分布情況，通過數(shù)學(xué)建模、計(jì)算分析和精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)了變壓器冷卻的智能化，提升了冷卻效果，確保了變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4、可選的，所述基于所述溫度數(shù)據(jù)，建立反映變壓器內(nèi)部熱源分布特征的三維溫度場模型，具體包括：將所述變壓器內(nèi)部劃分為多個立方體單元；基于有限元分析方法，建立所述變壓器內(nèi)部的三維幾何模型，并在所述三維幾何模型中設(shè)置與各個所述立方體單元對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)；基于所述溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算各個所述節(jié)點(diǎn)處的溫度值，得到所述變壓器內(nèi)部的三維溫度分布矩陣；基于所述三維溫度分布矩陣，建立所述變壓器內(nèi)部溫度場分布的偏微分方程；對所述偏微分方程進(jìn)行求解，得到反映所述變壓器內(nèi)部熱源分布特征的三維溫度場模型。

5、通過采用上述技術(shù)方案，通過將變壓器內(nèi)部劃分為多個立方體單元，并在三維幾何模型中設(shè)置與立方體單元對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，可以對變壓器內(nèi)部的溫度分布進(jìn)行離散化處理，便于后續(xù)的數(shù)值計(jì)算和分析?；谟邢拊治龇椒ń⒆儔浩鲀?nèi)部的三維幾何模型，可以準(zhǔn)確地描述變壓器的結(jié)構(gòu)特征和邊界條件。通過計(jì)算各個節(jié)點(diǎn)處的溫度值，得到變壓器內(nèi)部的三維溫度分布矩陣，可以全面地反映變壓器內(nèi)部的溫度分布情況?；跍囟确植季仃嚱⒆儔浩鲀?nèi)部溫度場分布的偏微分方程，并求解該方程，可以得到反映變壓器內(nèi)部熱源分布特征的三維溫度場模型。該模型綜合考慮了變壓器內(nèi)部的幾何結(jié)構(gòu)、材料屬性、邊界條件等因素，能夠準(zhǔn)確地描述變壓器內(nèi)部的熱傳導(dǎo)過程和溫度分布規(guī)律。

6、可選的，所述利用所述三維溫度場模型，計(jì)算所述變壓器內(nèi)部的局部熱源的空間坐標(biāo)和熱功率參數(shù)，具體包括：將所述三維溫度場模型表示為關(guān)于空間坐標(biāo)的溫度函數(shù)；對所述溫度函數(shù)求梯度，得到溫度梯度函數(shù)；基于傅里葉導(dǎo)熱定律，根據(jù)所述溫度梯度函數(shù)計(jì)算變壓器內(nèi)部各個節(jié)點(diǎn)處的熱流密度矢量；對所述熱流密度矢量進(jìn)行散度計(jì)算，得到變壓器內(nèi)部各個節(jié)點(diǎn)處的熱源功率密度函數(shù)；根據(jù)所述熱源功率密度函數(shù)，確定大于或等于預(yù)設(shè)功率密度閾值的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，將所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的空間坐標(biāo)確定為所述局部熱源的空間坐標(biāo)，將所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的熱功率參數(shù)確定為所述局部熱源的熱功率參數(shù)。

7、通過采用上述技術(shù)方案，將三維溫度場模型表示為關(guān)于空間坐標(biāo)的溫度函數(shù)，并對溫度函數(shù)求梯度，可以得到反映溫度變化率的溫度梯度函數(shù)。基于傅里葉導(dǎo)熱定律，利用溫度梯度函數(shù)計(jì)算變壓器內(nèi)部各個節(jié)點(diǎn)處的熱流密度矢量，可以揭示變壓器內(nèi)部的熱量傳遞方向和強(qiáng)度。對熱流密度矢量進(jìn)行散度計(jì)算，可以得到變壓器內(nèi)部各個節(jié)點(diǎn)處的熱源功率密度函數(shù)，反映了變壓器內(nèi)部熱量的產(chǎn)生和消耗情況。通過確定大于或等于預(yù)設(shè)功率密度閾值的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，并將目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的空間坐標(biāo)和熱功率參數(shù)作為局部熱源的屬性，可以精確地定位和量化變壓器內(nèi)部的高溫區(qū)域和熱量聚集區(qū)域。該方法充分利用了三維溫度場模型提供的溫度分布信息，通過數(shù)學(xué)求導(dǎo)、熱流計(jì)算和閾值判斷等操作，實(shí)現(xiàn)了變壓器內(nèi)部熱源的精準(zhǔn)定位和定量描述，為后續(xù)的冷卻控制提供了重要依據(jù)。

8、可選的，所述根據(jù)所述空間坐標(biāo)和所述熱功率參數(shù)，確定變壓器冷卻系統(tǒng)的目標(biāo)冷卻區(qū)域和對應(yīng)的冷卻強(qiáng)度參數(shù)，具體包括：基于所述空間坐標(biāo)和所述熱功率參數(shù)，對所述局部熱源進(jìn)行聚類分析，得到多個熱源聚類中心和各個所述熱源聚類中心對應(yīng)的熱負(fù)荷；根據(jù)各個所述熱源聚類中心的空間坐標(biāo)，確定變壓器冷卻系統(tǒng)中與各個所述熱源聚類中心的距離最近的冷卻節(jié)點(diǎn)，并將所述冷卻節(jié)點(diǎn)作為所述熱源聚類中心的冷卻作用點(diǎn)；計(jì)算以各個所述冷卻作用點(diǎn)為圓心，以預(yù)設(shè)半徑為半徑的球形區(qū)域內(nèi)的平均熱負(fù)荷；將所述平均熱負(fù)荷大于預(yù)設(shè)熱負(fù)荷閾值的球形區(qū)域確定為所述變壓器冷卻系統(tǒng)的目標(biāo)冷卻區(qū)域；針對各個所述目標(biāo)冷卻區(qū)域，根據(jù)對應(yīng)的平均熱負(fù)荷，計(jì)算所述目標(biāo)冷卻區(qū)域?qū)?yīng)的冷卻強(qiáng)度參數(shù)。

9、通過采用上述技術(shù)方案，基于局部熱源的空間坐標(biāo)和熱功率參數(shù)進(jìn)行聚類分析，可以將變壓器內(nèi)部的熱源分布劃分為若干個典型的高溫區(qū)域，每個區(qū)域由一個熱源聚類中心代表。通過計(jì)算各個熱源聚類中心的熱負(fù)荷，可以量化評估每個高溫區(qū)域的散熱需求。根據(jù)熱源聚類中心的空間坐標(biāo)，在變壓器冷卻系統(tǒng)中確定距離最近的冷卻節(jié)點(diǎn)作為冷卻作用點(diǎn)，可以建立高溫區(qū)域與冷卻系統(tǒng)的空間映射關(guān)系。通過計(jì)算以冷卻作用點(diǎn)為圓心的球形區(qū)域內(nèi)的平均熱負(fù)荷，可以評估該區(qū)域的整體散熱需求。將平均熱負(fù)荷大于預(yù)設(shè)閾值的球形區(qū)域確定為變壓器冷卻系統(tǒng)的目標(biāo)冷卻區(qū)域，可以識別出變壓器內(nèi)部需要重點(diǎn)冷卻的區(qū)域。針對每個目標(biāo)冷卻區(qū)域，根據(jù)其平均熱負(fù)荷計(jì)算對應(yīng)的冷卻強(qiáng)度參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)對高溫區(qū)域的精準(zhǔn)調(diào)控。該方法通過聚類分析、空間映射、熱負(fù)荷計(jì)算等一系列操作，將復(fù)雜的熱源分布轉(zhuǎn)化為若干個典型的高溫區(qū)域，并確定了每個區(qū)域的冷卻需求和冷卻策略，實(shí)現(xiàn)了變壓器冷卻的區(qū)域化和精細(xì)化控制。

10、可選的，所述基于所述空間坐標(biāo)和所述熱功率參數(shù)，對所述局部熱源進(jìn)行聚類分析，得到多個熱源聚類中心和各個所述熱源聚類中心對應(yīng)的熱負(fù)荷，具體包括：將所述局部熱源的空間坐標(biāo)作為聚類特征向量，所述熱功率參數(shù)作為聚類權(quán)重，構(gòu)建聚類樣本集；對所述聚類樣本集進(jìn)行聚類，得到預(yù)設(shè)數(shù)量的目標(biāo)聚類簇；針對每個所述目標(biāo)聚類簇，對各個樣本點(diǎn)的熱功率參數(shù)的加權(quán)平均值，并將所述加權(quán)平均值作為所述目標(biāo)聚類簇的熱源聚類中心；針對每個所述目標(biāo)聚類簇，計(jì)算各個樣本點(diǎn)對應(yīng)的熱功率參數(shù)進(jìn)行加和，得到所述熱負(fù)荷。

11、通過采用上述技術(shù)方案，將局部熱源的空間坐標(biāo)作為聚類特征向量，熱功率參數(shù)作為聚類權(quán)重，構(gòu)建聚類樣本集，可以綜合考慮熱源的位置信息和熱功率信息，為聚類分析提供了完整的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。對聚類樣本集進(jìn)行聚類，得到預(yù)設(shè)數(shù)量的目標(biāo)聚類簇，可以將變壓器內(nèi)部的熱源分布劃分為若干個具有代表性的高溫區(qū)域。針對每個目標(biāo)聚類簇，計(jì)算樣本點(diǎn)熱功率參數(shù)的加權(quán)平均值作為聚類簇的熱源聚類中心，可以得到綜合反映該區(qū)域熱源分布特征的中心點(diǎn)。通過計(jì)算每個目標(biāo)聚類簇內(nèi)樣本點(diǎn)熱功率參數(shù)的總和，可以得到該聚類簇的總熱負(fù)荷，量化評估該區(qū)域的散熱需求。該方法通過構(gòu)建聚類樣本集，運(yùn)用聚類算法對熱源進(jìn)行分組，并計(jì)算各個聚類簇的中心點(diǎn)和總熱負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了變壓器內(nèi)部熱源分布的分區(qū)域特征提取和量化描述，為后續(xù)的冷卻策略制定提供了重要參考。

12、可選的，所述對所述聚類樣本集進(jìn)行聚類，得到預(yù)設(shè)數(shù)量的目標(biāo)聚類簇，具體包括：隨機(jī)抽取從所述聚類樣本集中抽取預(yù)設(shè)數(shù)量的樣本點(diǎn)作為初始聚類中心；計(jì)算每個樣本點(diǎn)與各個所述初始聚類中心的歐氏距離，并將各個所述樣本點(diǎn)劃分至距離最近的初始聚類中心對應(yīng)的聚類簇中；針對每個所述聚類簇，計(jì)算所述聚類簇中樣本點(diǎn)的熱功率加權(quán)平均值，并將所述熱功率加權(quán)平均值更新為對應(yīng)聚類簇的新聚類中心；對所述新聚類中心進(jìn)行迭代計(jì)算，得到預(yù)設(shè)數(shù)量的聚類簇。

13、通過采用上述技術(shù)方案，通過從聚類樣本集中隨機(jī)抽取預(yù)設(shè)數(shù)量的樣本點(diǎn)作為初始聚類中心，可以在樣本空間中均勻地選擇聚類起點(diǎn)，為后續(xù)的迭代優(yōu)化提供了合理的初值。計(jì)算每個樣本點(diǎn)與初始聚類中心的歐氏距離，并將樣本點(diǎn)劃分至距離最近的聚類中心所在的聚類簇中，可以實(shí)現(xiàn)樣本點(diǎn)的初步分組。針對每個聚類簇，計(jì)算樣本點(diǎn)熱功率的加權(quán)平均值作為新的聚類中心，可以更準(zhǔn)確地反映聚類簇的整體特征。通過迭代計(jì)算新的聚類中心，不斷更新樣本點(diǎn)的歸屬關(guān)系，直至得到預(yù)設(shè)數(shù)量的穩(wěn)定聚類簇，可以實(shí)現(xiàn)聚類結(jié)果的優(yōu)化和收斂。該方法采用聚類算法方法，通過迭代優(yōu)化的方式對熱源樣本集進(jìn)行聚類分析，可以有效地處理大規(guī)模、高維度的溫度數(shù)據(jù)，得到變壓器內(nèi)部熱源分布的典型區(qū)域劃分，為后續(xù)的冷卻控制提供了區(qū)域化的決策依據(jù)。

14、可選的，所述根據(jù)所述冷卻強(qiáng)度參數(shù)控制變壓器冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以便于所述變壓器冷卻系統(tǒng)對所述目標(biāo)冷卻區(qū)域進(jìn)行冷卻，具體包括：根據(jù)各個所述目標(biāo)冷卻區(qū)域?qū)?yīng)的冷卻強(qiáng)度參數(shù)，生成所述變壓器冷卻系統(tǒng)的控制策略，所述控制策略包括各個冷卻單元的啟停狀態(tài)、所述冷卻介質(zhì)的流量、流速以及溫度的控制指令；將所述控制策略發(fā)送至變壓器冷卻系統(tǒng)，以便于所述變壓器冷卻系統(tǒng)根據(jù)所述控制策略，控制各個冷卻單元的啟停狀態(tài)，并調(diào)節(jié)所述冷卻介質(zhì)的流量、流速以及溫度。

15、通過采用上述技術(shù)方案，根據(jù)各個目標(biāo)冷卻區(qū)域?qū)?yīng)的冷卻強(qiáng)度參數(shù)，生成變壓器冷卻系統(tǒng)的控制策略，可以針對不同區(qū)域的冷卻需求，制定控制方案?？刂撇呗园烁鱾€冷卻單元的啟停狀態(tài)、冷卻介質(zhì)的流量、流速和溫度等關(guān)鍵控制指令，可以全面地指導(dǎo)變壓器冷卻系統(tǒng)的工作。將控制策略下發(fā)至變壓器冷卻系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)控制指令的遠(yuǎn)程傳輸和執(zhí)行。變壓器冷卻系統(tǒng)根據(jù)接收到的控制策略，控制各個冷卻單元的啟停狀態(tài)，并調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的流量、流速和溫度，可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)冷卻區(qū)域的精準(zhǔn)調(diào)控。通過動態(tài)調(diào)整冷卻系統(tǒng)的工作參數(shù)，可以適應(yīng)變壓器內(nèi)部熱源分布的變化，實(shí)現(xiàn)冷卻效果的優(yōu)化。該方法通過生成和下發(fā)控制策略，實(shí)現(xiàn)了變壓器冷卻系統(tǒng)的智能化控制，可以根據(jù)變壓器的實(shí)際熱源分布情況，靈活調(diào)整冷卻策略，提高了冷卻效率和能源利用率，確保了變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

16、在本技術(shù)的第二方面提供了基于變壓器內(nèi)局部熱源分布的冷卻裝置，該裝置包括：獲取模塊和處理模塊，其中：所述獲取模塊，用于獲取變壓器內(nèi)部多個預(yù)設(shè)位置處的溫度數(shù)據(jù)；所述處理模塊，用于基于所述溫度數(shù)據(jù)，建立反映所述變壓器內(nèi)部熱源分布特征的三維溫度場模型，所述三維溫度場模型包括所述變壓器內(nèi)部的溫度分布和熱傳導(dǎo)特性參數(shù)；所述處理模塊，還用于利用所述三維溫度場模型，計(jì)算所述變壓器內(nèi)部的局部熱源的空間坐標(biāo)和熱功率參數(shù)；所述處理模塊，還用于根據(jù)所述空間坐標(biāo)和所述熱功率參數(shù)，確定變壓器冷卻系統(tǒng)的目標(biāo)冷卻區(qū)域和對應(yīng)的冷卻強(qiáng)度參數(shù)，所述冷卻強(qiáng)度參數(shù)包括冷卻介質(zhì)的流量、流速以及溫度；所述處理模塊，還用于根據(jù)所述冷卻強(qiáng)度參數(shù)控制變壓器冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以便于所述變壓器冷卻系統(tǒng)對所述目標(biāo)冷卻區(qū)域進(jìn)行冷卻。

17、在本技術(shù)的第三方面提供了一種電子設(shè)備，包括處理器、存儲器、用戶接口以及網(wǎng)絡(luò)接口，所述存儲器用于存儲指令，所述用戶接口和所述網(wǎng)絡(luò)接口均用于與其他設(shè)備通信，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲器中存儲的指令，以使所述電子設(shè)備執(zhí)行上述方法。

18、在本技術(shù)的第四方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有指令，當(dāng)所述指令被執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行上述方法。

19、綜上所述，本技術(shù)實(shí)施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

20、1、通過獲取變壓器內(nèi)部多個預(yù)設(shè)位置處的溫度數(shù)據(jù)，建立反映變壓器內(nèi)部熱源分布特征的三維溫度場模型，可以準(zhǔn)確地描述變壓器內(nèi)部的溫度分布和熱傳導(dǎo)特性。利用該模型計(jì)算變壓器內(nèi)部局部熱源的空間坐標(biāo)和熱功率參數(shù)，可以精確地定位和量化變壓器內(nèi)部的熱量產(chǎn)生和聚集區(qū)域。根據(jù)局部熱源的空間坐標(biāo)和熱功率參數(shù)，可以確定變壓器冷卻系統(tǒng)的目標(biāo)冷卻區(qū)域和對應(yīng)的冷卻強(qiáng)度參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對高溫區(qū)域的針對性冷卻。通過根據(jù)冷卻強(qiáng)度參數(shù)控制變壓器冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)變壓器內(nèi)部熱點(diǎn)區(qū)域的精準(zhǔn)冷卻，提高冷卻效率，延長變壓器的使用壽命。該方法充分考慮了變壓器內(nèi)部的實(shí)際溫度分布和熱量分布情況，通過數(shù)學(xué)建模、計(jì)算分析和精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)了變壓器冷卻的智能化，提升了冷卻效果，確保了變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。