干式空心电抗器紧凑型轻量化多目标优化方法研究
李聪慧1，张月华1，周敏2，郝为瀚2，崔旭鹏1，王华3
(1 北京电力设备总厂有限公司，北京 102401；
2 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广东 广州 510663；
3 中国能建集团装备有限公司，北京 100044)
摘 要 ：在海上风电、城市变电站等特殊应用场景中，受制于平台空间、运输条件及安装成本等因素，海上换流站及城市变电站对干式空心电抗器的紧凑型与轻量化提出了更高要求。为实现干式空心电抗器的紧凑型与轻量化设计，提出一种基于非支配排序遗传算法 (NSGA-Ⅱ算法) 的多目标联合优化方法。构建了干式空心电抗器的多物理场耦合模型 ；以电抗器尺寸、质量及损耗作为优化目标，建立相应的多目标数学模型 ；采用NSGA-Ⅱ算法进行求解，并通过仿真验证优化结果的有效性。仿真结果表明，在保持电抗器电气参数不变且满足各项技术参数的前提下，所提方法可显著降低电抗器尺寸、质量及损耗，同时有效缩短了计算时间。
关键词 ： 干式空心电抗器 ；NSGA-Ⅱ算法 ；多目标优化 ；多物理场耦合模型
中图分类号 ：TM47 文献标识码 ：A 文章编号 ：2097-6623(2026)04-0064-05
Research on Multi-Objective Optimization Method for Compact and
Lightweight Dry-Type Air-Core Reactors
LI Cong-hui1, ZHANG Yue-hua1, ZHOU Min2, HAO Wei-han2, CUI Xu-peng1, WANG Hua3
（ 1 Beijing Electric Power Equipment General Factory Co., Ltd., Beijing 102401, China;
2 China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co., Ltd., Guangzhou 510663, China;
3 China Energy Engineering Group Equipment Co., Ltd., Beijing 100044, China）
Abstract: In specialized application scenarios such as offshore wind farms and urban substations, offshore converter stations and urban substations impose more stringent requirements on the compactness and lightweight design of dry-type air-core reactors, constrained by factors including platform space, transportation conditions, and installation costs. To achieve the compact and lightweight design of dry-type air-core reactors, a multi-objective collaborative optimization method based on the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II algorithm) is proposed. A multi-physics field coupling model of dry-type air-core reactors is constructed. Taking the reactor size, mass and loss as optimization objectives, a corresponding multi-objective mathematical model is established. The NSGA-II algorithm is adopted to solve the model, and the effectiveness of the optimization results is verified through simulation. Simulation results demonstrate that, on the premise of maintaining the electrical parameters of the reactor unchanged and satisfying all technical specifications, the proposed method can significantly reduce the reactor size, mass and loss, while effectively shortening the computation time.
Key words: dry-type air-core reactor; NSGA-II algorithm; multi-objective optimization; multi-physics field coupling model
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