一种双极直流输电线路无线电干扰确定方法

摘要

本发明公开了一种双极直流输电线路无线电干扰确定方法，步骤是：1、输电线路模型参数的获取：输电线路导线参数和输电线路各导线所处环境；双极直流输电线路无线电干扰的方程组确定；2、双极直流输电线路无线电干扰确定方法：包括双极直流输电线路无线电干扰的模型建立；双极直流输电线路无线电干扰的方程组确定；各分裂导线的中心未知电荷量确定；各分裂导线内等效电荷位置和电荷量的确定；双极直流输电线路无线电干扰确定。本发明可确定直流输电输电线路无线电干扰，可判断好天气下直流输电输电线路无线电干扰不应大于55dB(μV/m)。可运用于在双极直流输电线路设计、运行和改造工程。

主权项

1.一种双极直流输电线路无线电干扰确定方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、输电线路模型参数的获取：输电线路导线参数和输电线路各导线所处环境；所述输电线路导线参数包含单根导线的分裂数、分裂半径和导线的截面积；两导线之间的距离；所述输电线路导线所处环境包括输电线路对地投影为起点，测量各导线对地高度；S2、双极直流输电线路无线电干扰确定方法S21，双极直流输电线路无线电干扰的模型建立：将测量的输电线路导线参数和输电线路各导线所处环境构建物理模型，绘制输电线路无线电干扰的二维图形模型，包括：双极直流输电线路无线电干扰的模型的二维图形绘制包括根据换单根导线的分裂数、分裂半径和导线的截面积；两导线之间的距离绘制的二维图形；双极直流输电线路无线电干扰的模型的二维图形包括根据测量各导线对地高度绘制各导线相对于地面的镜像；根据双极直流输电线路无线电干扰的模型得到每根分裂导线及其镜像的圆心坐标(x_i，y_i)、导线半径r_i，并将这些信息存储在矩阵A，所述矩阵A每一行代表一根分裂导线的信息，第一列代表分裂导线编号，第二列代表分裂导线在地面的水平距离，第三列代表分裂导线对地高度，第四列代表分裂导线半径，矩阵A的总行数等于分裂导线及镜像的总和N；S22，双极直流输电线路无线电干扰的方程组确定首先设置每根分裂导线作为孤立导体对待，且认为每根子导线上电荷相等并集中在该分裂导线的中心，因此，给定每个分裂导线的电荷初始向量，并保存在数组q₀，q₀的大小等于之前所述N；根据双极直流输电线路无线电干扰的模型和信息存储矩阵A得到双极直流输电线路无线电干扰的方程组如式(1)；$\left[\begin{array}{c}{u}_1\\ u_2\\ .\\ .\\ .\\ u_N\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{D}_{11}& D_{12}& ...& D_{1N}\\ D_{21}& D_{22}& ...& \\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ D_{N1}& D_{N2}& ...& D_{\mathrm{NN}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{q}_1\\ q_2\\ .\\ .\\ .\\ q_2\end{array}\right]---\left(1\right)$式中向量u为分裂导线运行电压，向量q为各分裂导线的未知电荷量，矩阵D是电位系数矩阵。所述向量u是由u₁，u₂…u_N组成且因分裂导线运行电压已知而该向量已知，向量q是由q₁，q₂…q_N组成且为未知量，分裂导线运行电压是指双极直流输电线路正常运行时导线上的电位值，矩阵D是由D₁₁，D₁₂…D_NN组成，其中矩阵D的元素由式(2)计算。$D_{\mathrm{ij}}=\left\{\begin{array}{c}\frac{1}{2\pi {ϵ}_0}\ln \left(\frac{2h_i}{R_i}\right)i=j\\ \frac{1}{2\pi {ϵ}_0}\ln \left(\frac{L_{\mathrm{ij}}^{\prime }}{L_{\mathrm{ij}}}\right)i\ne j\end{array}\right.---\left(2\right)$式中ε₀是真空的介电常数R_i为分裂导线半径，L′_ij是分裂导线i和分裂导线j的镜像之间的距离，L_ij是分裂导线i和分裂导线j之间的距离；S23，各分裂导线的中心未知电荷量确定根据所述双极直流输电线路无线电干扰的方程组，进行如下基本流程：a)根据所述节点初始向量q₀计算初始残值r₀如式(3)；r₀＝Dq₀-u    (3)b)利用式(4)求解共轭梯度向量p_k+1、和向量β_k；c)换流变磁场分析的未知向量C的确定和误差计算如(5)；${\alpha }_{k+1}=(z_k,r_k^{*})/(p_{k+1}^{*},{\mathrm{Dp}}_{k+1})$q_k+1＝q_k+α_k+1p_k+1    (5)$r_{k+1}=r_k-{\alpha }_{k+1}{\mathrm{Dp}}_{k+1};r_{k+1}^{*}=r_k^{*}-{\alpha }_{k+1}{D}^T{p}_{k+1}^{*}$d)若r_k+1的值大于10^-7，q_k+1作为新的q₀带入a)步骤，重新计算q_k+1和r_k+1，直到r_k+1的值小于10^-7；否则，将q_k+1和r_k+1作为各分裂导线的中心未知电荷量的未知向量的解和误差；S24，各分裂导线内等效电荷位置和电荷量的确定根据所属各分裂导线的中心未知电荷量确定，假设分裂导线m，其他分裂导线在分裂导线m内的等效电荷位置和电荷量可采用镜像法确定。其他分裂导线在分裂导线m内的等效电荷量等于原电荷，但符号相反；其他分裂导线在分裂导线m内的等效电荷位置位于K_mj，其计算方法如式(6)；$K_{\mathrm{mj}}=\frac{R_m^2}{L_{\mathrm{mj}}}---\left(6\right)$式(6)中参数与式(2)定义一样，j是其他分裂导线需要将电荷量等效到分裂导线m内的导线编号；S25)双极直流输电线路无线电干扰确定根据所述各分裂导线内等效电荷位置和电荷量，计算分裂导线几何中心与子导线中心连线方向上的子导线外表面上的电场φ_n如式(7)；${\phi }_n=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}\frac{1}{2\pi {ϵ}_0}\ln \left(\frac{L_{\mathrm{ni}}^{\prime }}{L_{\mathrm{ni}}}\right)q_i---\left(7\right)$式中q_i表示分裂导线内i点处电荷量，L′_ni和L_ni的定义方法如式(2)。根据电场φ_n计算双极直流输电线路无线电干扰E dBV/m；$E=38+1.6({\phi }_n-24)+46\mathrm{lgr}+54\mathrm{gn}+\Delta E_f+33\lg \frac{20}{D}+\Delta E_W---\left(8\right)$式中r为分裂导线半径；n为导线分裂数；D为计算点到导线表面的距离；ΔE_W为气象修正项，好天气取0 dBV/m，坏天气取3 dB V/m；ΔE_f为干扰频率修正项，ΔE_f＝5[1-2(log10f)²]，f为干扰频率，适用于0.15～30MHz频段。