[發明專利]一種基于架空輸電線路的二維磁感應強度控制方法

有效

• 申請號: 202110131901.4
• 申請日: 2021-01-30
• 公開（公告）號: CN112765897B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 歐陽文安;張菁;呂偉;王大龍;胡進才
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/00;G06F113/04;G06F113/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種基于架空輸電線路的二維磁感應強度控制方法，通過粒子群算法，在等效導線橫截面上，對構造出的適應度函數尋找模擬電流的個數和位置的最優值，然后再用得到的模擬電流最優個數和位置來對架空輸電線路下方的磁感應強度進行求解。與現有技術相比，本發明具有提高磁感應強度分布計算結果的準確性、降低磁感應強度分布的計算量和計算成本、減少時間成本等優點。

技術領域

本發明涉及電網建設技術領域，尤其是涉及一種基于架空輸電線路的二維磁感應強度控制方法。

背景技術

隨著超高壓和特高壓電網持續建設，現有的電網規模不斷擴大，電網電能輸送能力不斷提高，輸電線路的運行電壓等級也隨之提高。在滿足用電負荷增加需求的同時，也使得架空輸電導線下方的工頻磁場環境有所惡化，導致居住在輸電線路周圍的居民對居住區域磁場干擾水平的擔憂越來越嚴重。

目前常用的磁感應強度分布計算分析方法多為軟件的仿真或理論的計算，仿真的軟件有COMSOL，理論計算方法包括有限元法、模擬電流法等。雖然通過仿真能夠比較準確的得出架空輸電線路下方的磁感應強度分布情況，但仿真軟件不僅對計算機的配置要求很高，操作起來還很復雜，尤其是建模十分繁瑣，最后還存在計算時間過長的缺點。現有的有限元法也是隨著計算機性能的提升而被使用在磁感應強度的計算上，是通過MAXWELL軟件內置計算方法進行計算，為保證計算精度，通常會劃分很密的網格，計算量十分龐大，耗時耗力。模擬電流法對磁感應強度的計算就較為簡單，但是計算精度不夠，誤差較大。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的磁感應強度分布情況的計算耗時較大、精度不足、誤差較大的缺陷而提供一種基于架空輸電線路的二維磁感應強度控制方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于架空輸電線路的二維磁感應強度控制方法，具體包括以下步驟：

S1、獲取架空輸電導線的三相導線中分裂導線的參數，計算分裂導線的等效半徑；

S2、獲取三相導線中初始模擬電流的個數和位置，并在三相導線的表面設置匹配點和校驗點；

S3、獲取預設的零磁位參考點，通過構建方程組計算得到初始模擬電流的電流值和匹配點的磁位，根據所述初始模擬電流的電流值計算出校驗點的磁位，根據匹配點的磁位和校驗點的磁位計算得到平均磁位誤差；

S4、根據初始模擬電流的電流值計算出架空輸電導線下方的第一磁感應強度分布，并獲取有限元法計算得到的第二磁感應強度分布，第一磁感應強度分布與第二磁感應強度分布對比得到平均磁感應強度分布誤差；

S5、根據平均磁位誤差和平均磁感應強度分布誤差計算適應度函數的函數值，通過粒子群算法進行優化得到函數值最小時對應的初始模擬電流的個數和位置，作為最終模擬電流的個數和位置，并計算出每個最終模擬電流的數值；

S6、根據每個最終模擬電流的數值，計算出各個最終模擬電流產生的磁感應強度，并進行疊加，得到架空輸電線路下方的最終磁感應強度分布。

所述零磁位參考點具體為三相導線中A相導線表面的匹配點。

所述三相導線中每相導線的初始模擬電流的位置分別位于相應的圓周上。

進一步地，所述圓周的半徑小于三相導線的半徑，所述圓周的圓心和三相導線的圓心重合。

所述等效半徑的計算公式如下所示：

其中，r_eq為等效半徑，R為分裂導線的半徑，n為分裂導線的根數，r為次導線的半徑。

所述三相導線中每相導線上匹配點、校驗點和初始模擬電流的數量相同，三相導線之間的匹配點、校驗點和初始模擬電流的數量相同。