復雜線結構電磁場問題的快速計算方法研究及其應用.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，結合國家自然科學基金項目重點研究了具有復雜金屬線結構、考慮周圍媒質環(huán)境以及需要進行多頻點響應分析的復雜線結構電磁場問題的快速計算方法。通過與實驗結果以及其他算法的結果進行比較，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體所產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體上電流分布的基礎上提出了考慮周圍土壤中泄漏電流分布的方法。應用該方法建立了快速計算接地網空間磁場的方法，不僅彌補了傳統(tǒng)矩量法計算接地網磁場不精確的缺點，同時提供了優(yōu)于有限元等方法的計算速度，為大型接地網的性能分析提供了高效計算工具。 2．建立了考慮導體內阻特性的線結構積分方程法。選擇分段三角基函數作為基函數和權函數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簡化了積分方程中矢量磁位的二階求導計算過程

3、。針對半無限大導電媒質空間情況應用復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，為特高壓工程建設提供了必要的參考依據。 4．構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)了計算接地網的快速并行算法。 5．提出了頻域計算的分段自適應內插算法。通過智能的選擇頻率分段點避免了傳統(tǒng)模型參數估計方法由于出現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內插算法，極大提高了復雜電磁場問題在進行多頻點響應計算時的速度。 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，提出了閥廳屏蔽結構應該