[发明专利]一种基于复镜像的空间线路分布参数矩阵的计算方法

说明书

本发明公开了一种基于复镜像的空间线路分布参数矩阵计算方法，它包括：步骤1、对每条线路进行编号与分段；步骤2、采集编号的空间线路参数，包括导线的半径、导线直流电阻、杆塔型号、杆塔三维坐标、土壤电阻率；步骤3、根据采集到的空间线路参数，采用平均电位法计算每条线路的自电位系数和线路之间的互电位系数，根据计算的电位系数得到电位矩阵，然后对电位矩阵求逆得到电容矩阵；步骤4、根据复镜像方法来计算每条线路的阻抗参数矩阵，其中线路之间的互阻抗参数是根据空间线路之间不同的位置关系来实现计算的；解决了现有技术对空间线路的分布参数计算存在的电感和电阻参数会存在比较大的误差等技术问题。

技术领域

本发明属于输电线路参数计算领域，尤其涉及一种基于复镜像的空间线路分布参数矩阵计算方法。

背景技术

输电线路参数是进行电力系统输电线路分析的基础，随着电网的发展，工程实际中同杆并架多回线路越来越多，输电线路的空间分布越来越密集和复杂，同时在计算空间线路还需要考虑的诸如线路频率、土壤之类的因素，所以输电线路参数的计算也更加复杂。

空间线路的分布参数计算主要是对地电容和阻抗的计算，其中既包含自电容与自阻抗，还有反应空间线路之间耦合联系的线路参数互电容与互阻抗，对于线路之间的耦合关系，不同的位置关系会使得耦合参数的求解也有所不同。

对于电容来说，在宽频域电磁暂态过程中，认为多导体电容是不受频率因素影响的，因此可以采用静电场的理论来计算电容参数。对于阻抗参数的求解，即求解电感和电阻参数，需要考虑频率因素的影响。因为严格来说，现实中大地是非理想的导体，其在高频下的集肤效应不能忽略，但是在实际工程中为了简化，一般忽略了大地的集肤效应，常常认为大地是一个理想导体，即其电阻率为零，空间内的导体与镜像导体就是关于地面对称的，这样的简化求解在进行电力系统电磁暂态分析时，特别是在高频下对输电线路进行特性模拟时线路的电感和电阻参数会存在比较大的误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于复镜像的空间线路分布参数矩阵计算方法，以解决现有技术对空间线路的分布参数计算存在的电感和电阻参数会存在比较大的误差等技术问题。

本发明的技术方案是：

一种基于复镜像的空间线路分布参数矩阵计算方法，它包括：

步骤1、对每条线路进行编号与分段，以便能在计算过程中对应线路序号及其参数；

步骤2、采集编号的空间线路参数，包括导线的半径、导线直流电阻、杆塔型号、杆塔三维坐标、土壤电阻率；

步骤3、根据采集到的空间线路参数，采用平均电位法计算每条线路的自电位系数和线路之间的互电位系数，根据计算的电位系数得到电位矩阵，然后对电位矩阵求逆得到电容矩阵；

步骤4、根据复镜像方法来计算每条线路的阻抗参数矩阵，其中线路之间的互阻抗参数是根据空间线路之间不同的位置关系来实现计算的。

步骤3所述导体自电位系数为：

对于导体i和j之间的互电位系数有：

其中：D₁为导体i上的微元到导体j的微元的距离，D₂为导体i上的微元到j的镜像导体上微元的距离；

根据计算的空间中每条线路的自电位系数和任意两条线路之间的互电位系数得到电位系数矩阵P，进行矩阵求逆就可以得到电容矩阵C。

步骤4中，所述用复镜像法来计算线路的阻抗参数，对于自阻抗系数的计算

公式为：