基于MBPE技術(shù)的特高壓輸電線路電磁散射特性快速求解算法.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種對周邊電磁環(huán)境要求越來越高的電子產(chǎn)品和弱電系統(tǒng)大量涌現(xiàn)，特高壓輸電線路對這些臨近無線電子設(shè)施的無源干擾影響也越顯突出。在特高壓輸電線路無源干擾研究中，經(jīng)常需進(jìn)行線路散射場的掃頻計(jì)算，而現(xiàn)有的各類頻域算法（如矩量法、一致性幾何繞射等）每次只能計(jì)算單個(gè)頻點(diǎn)，造成現(xiàn)有計(jì)算機(jī)硬件水平無法解決無源干擾研究中的巨量計(jì)算需求。因此，考慮引入新的理論，提出一種更為高效的散射特性快速求解算法，已成為特高壓輸電線路無源干擾研究領(lǐng)

2、域的首要任務(wù)。本文改變傳統(tǒng)的輸電線路電磁散射特性頻域求解思想，提出了一種利用矩量法求得若干采樣點(diǎn)的散射場信息，將基于模型的參數(shù)估計(jì)技術(shù)應(yīng)用于類似于輸電線路這類電大尺寸散射體頻率響應(yīng)內(nèi)插求解的方法，從而實(shí)現(xiàn)了特高壓輸電線路無源干擾問題的寬頻段快速求解。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于廣義諧振理論，建立廣域空間下由輸電線路及天線組成的有耗電磁開放系統(tǒng)，推導(dǎo)了電磁開放系統(tǒng)和電磁封閉系統(tǒng)的復(fù)功率平衡表達(dá)式，構(gòu)建了兩種系統(tǒng)電磁能量的對應(yīng)函數(shù)

3、關(guān)系，進(jìn)而從復(fù)電磁能量平衡的角度將有耗輸電線路電磁散射開放系統(tǒng)等效為廣義電磁封閉系統(tǒng)。⑵引入電磁封閉系統(tǒng)沖擊響應(yīng)的快速求解思想，基于MBPE技術(shù)推導(dǎo)了輸電線路電磁散射等效封閉系統(tǒng)的廣義系統(tǒng)函數(shù)，結(jié)合矩量法求解出等間隔采樣點(diǎn)的散射場，選擇Padé有理函數(shù)對散射場進(jìn)行插值，從而快速獲取輸電線路電磁散射場的頻率響應(yīng)。⑶以IEEE研究頻段和調(diào)幅廣播收音臺站工作頻段為例，分別建立500kV雙回輸電線路直線模型和?800?kV向家壩–上海特高壓直流

4、輸電線路線-面混合模型，建立算例頻段的廣義系統(tǒng)函數(shù)，從而快速預(yù)測出各算例散射場的頻率響應(yīng)特性。研究表明，計(jì)算量僅為傳統(tǒng)頻域算法的1/5，其插值精度與采樣點(diǎn)數(shù)量、位置有關(guān)，若選擇恰當(dāng)?shù)姆侄芜M(jìn)行插值，其全局極值最大相對偏差可不超過4.0％。⑷由三峽大學(xué)、華北電力大學(xué)、中國電力科學(xué)研究院組織，在中國艦船研究設(shè)計(jì)中心的10米法電波暗室及其開闊實(shí)驗(yàn)場地，分別開展了單基和多基1000kV特高壓交流輸電線路貓頭塔的1:30尺寸比例縮比模型實(shí)驗(yàn)。對比分