[發明專利]一種考慮實時氣候條件的高壓直流輸電線路合成場強和離子流密度的計算方法

有效

• 申請號: 201810587694.1
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108846193B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王慧娟;羅兆楠;劉林彬
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明提出一種考慮實時氣候條件的高壓直流輸電線路合成場強和離子流密度的計算方法，包括應用優化模擬電荷法計算得到標稱電場強度E；應用通量線法計算得到不考慮霧霾時高壓直流輸電線路的合成場強和電荷密度，起暈場強采用考慮氣候影響的修正公式計算；計算懸浮霧滴和霾顆粒的荷電量，得到總的電荷密度；計算出考慮霧霾條件下的導線表面電荷密度和電場強度幅值A值；根據通量線法計算出總的合成場強和離子流密度，離子遷移率采用考慮氣候影響的修正公式計算。本發明的算法綜合考慮了溫度、濕度、霧霾指數等氣候條件對高壓直流輸電線路電暈離子流場的影響，能更切合實際的計算在不同的氣候條件下的合成場強和離子流密度。

技術領域

本發明屬于電氣工程輸電線路電磁環境計算領域，特別地涉及一種考慮實時氣候條件的高壓直流輸電線路合成場強和離子流密度的計算方法。

背景技術

高壓直流輸電在我國輸電工程中得到了廣泛應用，其電暈損失，無線電干擾，地面合成場及離子流密度等因素需要在建設中加以考慮和控制，國內對該方面也做了大量研究，并取得了豐碩的成果，由于高壓直流輸電線路穿越距離遠，行經各地的氣候條件各異，溫度、濕度在不同地域相差較大，加之近年來霧霾天氣多發，新的復雜天氣狀況給直流輸電工程帶來了新的挑戰，霧霾天氣下，空氣中存在大量的懸浮霧滴和懸浮顆粒物，由于輸電線路周圍的空間內充滿了帶電離子，霧霾中的懸浮顆粒會吸附帶電離子，形成新的帶電微粒，因數量大而不能忽略，這使離子流場的計算更加復雜。綜合考慮溫度、濕度、霧霾指數等氣候條件下的高壓直流輸電線路的電暈離子流場的計算方法在實際的工程規劃和設計中有重要的實際參考價值。

在離子流場的計算中，通常采用有限元法或通量線法，有限元法能較好地實現單極和雙極直流離子流場的計算，但計算效率不高，尤其在模型網格復雜的情況下，計算速度較慢；通量線法以Deutsch假設為前提，求解方程簡單，速度快，無需網格剖分，計算結果與實際測量結果較為接近，滿足一定的精度需求，本發明采用通量線法來計算合成場強和離子流，能滿足工程需求。

發明內容

一種考慮實時氣候條件的高壓直流輸電線路合成場強和離子流密度的計算方法，具體步驟如下：

步驟一：應用優化模擬電荷法計算得到標稱電場強度E；

步驟二：應用通量線法計算得到不考慮霧霾時高壓直流輸電線路的合成場強和電荷密度，起暈場強采用考慮氣候影響的修正公式計算；

步驟三：計算懸浮霧滴和霾顆粒的荷電量，得到總的電荷密度；

步驟四：計算出考慮霧霾條件下的導線表面電荷密度和電場強度幅值A值；

步驟五：根據通量線法計算出總的合成場強和離子流密度，離子遷移率采用考慮氣候影響的修正公式計算。

進一步，在步驟二中，(a)對于空間任意一點P(x,y),首先應用優化模擬電荷法計算經過該點的電場線，以確定P(x,y)的相對位置，如果位于正極導線和大地之間，則取正極導線的各參數進行計算，反之，取負極導線各參數；

(b)電暈后導線表面場強保持在起暈場強值，當導線對地電壓為U，導線起暈電壓為U₀，則導線表面的A值A_i為：

A_i＝U₀/U (5)

由于場強跟電壓成正比，A_i還可記為：

考慮溫度和濕度以及霧霾指數的起暈場強可以修正為：