[發(fā)明專利]基于統(tǒng)一回路構(gòu)建的高壓直流輸電直流偏磁水平計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110085647.9
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112784516B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余年;李睿恒;蔡志坤;孫知博;高磊;吳夏蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;G06F113/04
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

1.基于統(tǒng)一回路構(gòu)建的高壓直流輸電直流偏磁水平計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取高壓直流輸電輻射區(qū)域的土壤模型；

2)將所述高壓直流輸電輻射區(qū)域的土壤模型剖分為若干六面體單元網(wǎng)格；

3)計(jì)算每個單元網(wǎng)格的軸向電阻值；

單元網(wǎng)格的軸向電阻值分別如下所示：

式中，ρ_i為第i個單元的電阻率；dx，dy和dz分別為單元網(wǎng)格在x、y、z方向上的長度；Rx，Ry和Rz分別為單元網(wǎng)格在x、y、z軸的正或負(fù)方向上的軸向電阻值；

4)連接相鄰的單元網(wǎng)格中心點(diǎn)，并對相鄰單元的軸向電阻線性組合，從而構(gòu)建三維電阻網(wǎng)絡(luò)；

5)建立三維電阻網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣A；基于所述節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣和源點(diǎn)信息，建立系統(tǒng)矩陣方程；所述源點(diǎn)信息包括源點(diǎn)的位置和電流大小；

建立三維電阻網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的步驟包括：

5.1)采用節(jié)點(diǎn)電壓法構(gòu)建所有節(jié)點(diǎn)電位與進(jìn)出三維電阻網(wǎng)絡(luò)電流的節(jié)點(diǎn)電壓方程，即：

式中，為所有節(jié)點(diǎn)的電位，I為包含接地極入地電流大小和位置的列向量；列向量I中僅接地極所在節(jié)點(diǎn)存在數(shù)值，其它節(jié)點(diǎn)均為0；矩陣A的維度為n×n；所有節(jié)點(diǎn)的電位和列向量I的維度均為n×1；

5.2)基于節(jié)點(diǎn)電壓方程，計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)納矩陣A，即：

式中，n為所有節(jié)點(diǎn)個數(shù)；R_ij為第i個節(jié)點(diǎn)與第j個節(jié)點(diǎn)間的電阻；A_ii為每個節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納，且位于節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的對角線上；A_ij為不同節(jié)點(diǎn)間的互導(dǎo)納；

6)利用穩(wěn)定雙共軛梯度法對系統(tǒng)矩陣方程進(jìn)行求解，得到地表電位分布；

7)基于地表電位分布，建立包含土壤模型和交流線路的地下-地上統(tǒng)一回路模型；

8)利用穩(wěn)定雙共軛梯度法對地下-地上統(tǒng)一回路模型進(jìn)行求解，得到中性點(diǎn)電流I_ij，步驟包括：

8.1)建立地下-地上統(tǒng)一回路模型的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣A_total，即：

A_total＝A_soil+A_line (4)

式中，A_soil為土壤模型的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；A_line為變電站間的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；矩陣A_soil和矩陣A_line的維度相同；

8.2)獲取地上線路等效電阻R_ij；基于節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣A_total，利用穩(wěn)定雙共軛梯度法計(jì)算得到統(tǒng)一回路模型中各節(jié)點(diǎn)的電位分布；

8.3)計(jì)算中性點(diǎn)電流I_ij，即：

I_ij＝(U_i-U_j)/R_ij (5)

式中，i，j分別為變電站節(jié)點(diǎn)編號；U_i，U_j分別為兩個變電站節(jié)點(diǎn)處的電位，R_ij為地上線路等效電阻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)一回路構(gòu)建的高壓直流輸電直流偏磁水平計(jì)算方法，其特征在于：單元網(wǎng)格的中心點(diǎn)記為對應(yīng)網(wǎng)格的電阻率代表點(diǎn)；單元網(wǎng)格中心點(diǎn)的電阻率表征整個單元網(wǎng)格的電阻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)一回路構(gòu)建的高壓直流輸電直流偏磁水平計(jì)算方法，其特征在于，導(dǎo)納矩陣A設(shè)置為稀疏矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)一回路構(gòu)建的高壓直流輸電直流偏磁水平計(jì)算方法，其特征在于，所述地下-地上統(tǒng)一回路模型包括代表大地模型的三維電阻網(wǎng)絡(luò)和與三維電阻網(wǎng)絡(luò)相連的地上交流線路等效模型。