本发明涉及电气绝缘技术领域，尤其涉及一种换流变压器阀侧套管出线装置绝缘结构的优化方法。
背景技术：
特高压换流变压器阀侧套管出线装置绝缘结构是连接阀侧套管与换流变压器绕组线圈的绝缘装置，因此，必须要保证阀侧套管出线装置绝缘结构具有很好的电气绝缘性能。
目前，特高压换流变压器阀侧套管出线装置绝缘结构分为敞开式和封闭式，其中：(1)敞开式出线结构绝缘结构简单，利于变压器油的流动而便于散热，屏障纸板中的电场分布较合理，但是变压器油沿绝缘屏障表面的切向场强较高；(2)封闭式出线结构由异型屏障组成，结构较为复杂、散热条件也较差，而且其承担的法向方向电场强度较高，但油中屏障沿面的切向电场强度较小，可以防止沿油纸界面的沿面闪络。
但是，为了满足特高压换流变压器阀侧套管出线装置绝缘结构的绝缘性要求，不仅要注意防止油纸界面的沿面闪络，而且要考虑到需要良好的散热和绝缘纸板承担的法向场强需满足耐受强度不能过高，因此，需要对特高压换流变换器阀侧套管出线装置绝缘结构进行优化。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种换流变压器阀侧套管出线装置绝缘结构的优化方法，其可以对特高压换流变换器阀侧套管出线装置绝缘结构进行优化，以确保一种特高压换流变换器阀侧套管出线装置绝缘结构具有更优的绝缘性能和散热性能。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案内容具体如下：
一种换流变压器阀侧套管出线装置绝缘结构的优化方法，包括如下步骤：
确定影响特高压换流变换器阀侧套管出线装置绝缘结构的因子；
基于因子构建优化目标函数；
基于优化目标函数构建评价函数；
利用罚函数和约束条件对评价函数进行优化，以获取无约束评价函数；
对无约束评价函数进行求解，以获取优化目标函数的权重。
作为上述方案的优选，所述评价函数为：
其中：fi(x)为优化目标函数；ωi为优化目标函数的权重。
作为上述方案的优选，因子包括油隙间隙大小d1、屏障厚度d2、屏障的水平位置d和屏障的罩入深度l，且因子的变化范围是：
作为上述方案的优选，优化目标函数包括绝缘屏蔽中的最大电场强度e1m、直纸筒油-纸交界面的切向最大电场强度|e2m|、均压球包覆内最大电场强度e3m、包覆表面油中最大电场强度e4m、沿电容芯子保护层环氧表面的最大电场强度e5m、套管电容芯子径向最大场强e6m和极板下端轴向电场最大场强e7m。
作为上述方案的优选，约束条件为100mm<(d1+d2)<120mm。
作为上述方案的优选，无约束评价函数为：
其中：r1、r2为罚函数因子；v为绝缘屏障的体积；gi(x)为max[1，100-(x1+x2)]和max[1，(x1+x2)-120]的相关函数
作为上述方案的优选，对无约束评价函数进行求解，以获取优化目标函数的权重包括：
利用判断矩阵法确定任意两个优化目标函数的重要程度；
基于任意两个优化目标函数的重要程度建立判断矩阵；
利用数学演算对判断矩阵求解，得到各优化目标函数的权重。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明公开的一种换流变压器阀侧套管出线装置绝缘结构的优化方法，包括确定影响特高压换流变换器阀侧套管出线装置绝缘结构的因子、基于因子构建优化目标函数、基于优化目标函数构建评价函数、利用罚函数和约束条件对评价函数进行优化，以获取无约束评价函数以及对无约束评价函数进行求解，以获取优化目标函数的权重等步骤，该方法通过构造评价函数的方法，明确了各优化目标函数的重要性，进而对特高压换流变换器阀侧套管出线装置绝缘结构进行优化。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
本发明公开了一种换流变压器阀侧套管出线装置绝缘结构的优化方法，包括如下步骤：
确定影响特高压换流变换器阀侧套管出线装置绝缘结构的因子；
基于因子构建优化目标函数；
基于优化目标函数构建评价函数；
利用罚函数和约束条件对评价函数进行优化，以获取无约束评价函数；
对无约束评价函数进行求解，以获取优化目标函数的权重。
作为上述方案的优选，所述评价函数为：
其中：fi(x)为优化目标函数；ωi为优化目标函数的权重。
作为上述方案的优选，因子包括油隙间隙大小d1、屏障厚度d2、屏障的水平位置d和屏障的罩入深度l，且因子的变化范围是：
作为上述方案的优选，优化目标函数包括绝缘屏蔽中的最大电场强度e1m、直纸筒油-纸交界面的切向最大电场强度|e2m|、均压球包覆内最大电场强度e3m、包覆表面油中最大电场强度e4m、沿电容芯子保护层环氧表面的最大电场强度e5m、套管电容芯子径向最大场强e6m和极板下端轴向电场最大场强e7m，上述7个优化目标函数能够反映特高压换流变换器阀侧套管出线装置绝缘结构的电场分布情况和工程经济性，并且上述7个优化目标函数随着油隙间隙大小d1、屏障厚度d2、屏障的水平位置d和屏障的罩入深度l等因子的变化而变化。
而且，由于上述7个优化目标函数的量纲不同，且数量级也有差异，因此，基于优化目标函数构建评价函数之前，需要对上述7个优化目标函数进行归一化处理，即：
其中：v为绝缘屏障的体积，
作为上述方案的优选，约束条件为100mm<(d1+d2)<120mm。
作为上述方案的优选，无约束评价函数为：
其中：：r1、r2为罚函数因子；v为绝缘屏障的体积；gi(x)为max[1,100-(x1+x2)]和max[1,(x1+x2)-120]的相关函数。
作为上述方案的优选，对无约束评价函数进行求解，以获取优化目标函数的权重包括：
利用判断矩阵法确定任意两个优化目标函数的重要程度。
需要说明的是：判断矩阵法是对相对比较法进行改进的方法，也隶属于经验评分法，它是将所有指标罗列出来，组成一个n×n的方阵，然后对各指标进行两两比较并打分，最后对各指标的得分进行求和，并作归一化处理。
基于任意两个优化目标函数的重要程度建立判断矩阵，具体在本发明中，是通过分析各目标函数的重要关系，构建目标函数的判断矩阵，具体为：
利用数学演算对判断矩阵求解，得到各优化目标函数的权重。
具体地，包括如下步骤：
(1)将判断矩阵的每一列元素做归一化处理：
(2)将归一化的判断矩阵按行相加：
(3)将对向量
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。