復(fù)雜線結(jié)構(gòu)電磁場問題的快速計算方法研究及其應(yīng)用.pdf

1、本文針對電力系統(tǒng)電磁兼容問題所涉及的大型接地網(wǎng)性能分析、高壓輸電線路的無線電干擾水平分析以及高壓換流站閥廳電磁環(huán)境分析等問題，結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目重點研究了具有復(fù)雜金屬線結(jié)構(gòu)、考慮周圍媒質(zhì)環(huán)境以及需要進行多頻點響應(yīng)分析的復(fù)雜線結(jié)構(gòu)電磁場問題的快速計算方法。通過與實驗結(jié)果以及其他算法的結(jié)果進行比較，驗證了本文各種方法的有效性。本文取得的主要研究成果如下： 1．提出了一種快速計算低頻情況下接地導(dǎo)體所產(chǎn)生的空間磁場的方法。在利用矩

2、量法求解接地問題得到導(dǎo)體上電流分布的基礎(chǔ)上提出了考慮周圍土壤中泄漏電流分布的方法。應(yīng)用該方法建立了快速計算接地網(wǎng)空間磁場的方法，不僅彌補了傳統(tǒng)矩量法計算接地網(wǎng)磁場不精確的缺點，同時提供了優(yōu)于有限元等方法的計算速度，為大型接地網(wǎng)的性能分析提供了高效計算工具。 2．建立了考慮導(dǎo)體內(nèi)阻特性的線結(jié)構(gòu)積分方程法。選擇分段三角基函數(shù)作為基函數(shù)和權(quán)函數(shù)建立了適合求解該積分方程的矩量法并通過等效變換技術(shù)簡化了積分方程中矢量磁位的二階求導(dǎo)計算過程

3、。針對半無限大導(dǎo)電媒質(zhì)空間情況應(yīng)用復(fù)鏡像法簡化了矢量磁位的計算過程，提高了積分方程的求解速度。 3．提出了特高壓輸電線路無線電干擾水平的分析方法。在確定無線電臺(站)的允許背景噪聲限值的基礎(chǔ)上通過對無線電干擾水平特征進行分析提出了1000kV交流特高壓輸電線路對短波無線電臺(站)的防護距離，為特高壓工程建設(shè)提供了必要的參考依據(jù)。 4．構(gòu)建了一個基于多核處理器系統(tǒng)的PC集群。針對該集群在通訊和計算效能的特點，將接地網(wǎng)串行計

4、算方法進行合理的并行化處理，開發(fā)了計算接地網(wǎng)的快速并行算法。 5．提出了頻域計算的分段自適應(yīng)內(nèi)插算法。通過智能的選擇頻率分段點避免了傳統(tǒng)模型參數(shù)估計方法由于出現(xiàn)奇異點而無解的問題。開發(fā)了適合PC集群的并行分段自適應(yīng)內(nèi)插算法，極大提高了復(fù)雜電磁場問題在進行多頻點響應(yīng)計算時的速度。 6．建立了超高壓換流站閥廳的電磁騷擾天線計算模型。通過計算分析獲得了±500kV換流站閥廳正常工作時的空間電磁場騷擾特征，提出了閥廳屏蔽結(jié)構(gòu)應(yīng)該