一种优化超/特高压输电线路电磁环境的结构设计方法

摘要

本发明公开了一种在满足输电线路绝缘要求和线下空间电磁环境限值要求的前提下，使超/特高压输电线路下方空间的工频电磁环境最佳的线路结构寻优方法，主要内容包括：输电线路下方空间工频电场和工频磁场的计算；基于粒子群寻优算法的线路结构寻优。本发明方法适用于所有高压输电线路结构类型，具有计算速度快、精度高等特点，对于优化超/特高压输电线路结构设计将是一个有用的工具。

主权项

一种优化超/特高压输电线路电磁环境的结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：101、获取超/特高压输电线分裂导线数n1、分裂子导线半径r及分裂圆半径R，并根据公式计算得出每相导线的等效半径R_i；102、预设第n相、第m相导线的坐标位置分别为(x_n,y_n)、(x_m,y_m)，分别求得第n相导线与第m相导线间的距离以及第n相导线的镜像导线与第m相导线间的距离并代入步骤101中求得的每n相导线的等效半径R_n，根据公式求得电位系数p_nn及p_mn，其中ε₀为空气介电常数；103、获取各相导线的运行电压和相位，构成电位列向量其中N表示输电线路由N条相导线所组成；104、在第n相导线中设置模拟电荷根据公式求得N维电荷密度列向量τ；105、在圆柱形输电线的边界上设置匹配点，对步骤104中得到的N维模拟电荷密度列向量τ进行校验，如果计算精度达不到要求，则调整模拟电荷的位置及数目，重新计算；106、设置任意观测点(x,y)，根据公式计算得出观测点与第n相导线的距离l_n和观测点与第n相导线的镜像导线间的距离l'_n，代入步骤104计算出的模拟电荷密度，并根据叠加原理得出观测点(x,y)处场强度分量和(4)，再求得电场强度有效值其中分别为的共轭；107、获取大地电阻率ρ_g、电流频率f及第n相电流相量根据公式计算观测点与第n相导线的距离r_n及其镜像间的距离r_n'，其中(y_n+α)为复镜像深度，为透入深度，根据毕奥‑萨伐尔定律以及叠加原理分别求得观测点(x,y)的磁场强度分量和μ₀表示空气磁导率，再得出磁感应强度的有效值108、分别根据步骤106得到的电场强度有效值E及步骤107得到的磁感应强度的有效值B设定适应度函数Fitness＝f(E,B)；并根据粒子群优化算法对输电线路各相的坐标位置进行迭代更新，得出最优适应度函数值以及对应的相导线坐标位置。