[发明专利]一种基于架空输电线路的二维磁感应强度控制方法

说明书

本发明涉及一种基于架空输电线路的二维磁感应强度控制方法，通过粒子群算法，在等效导线横截面上，对构造出的适应度函数寻找模拟电流的个数和位置的最优值，然后再用得到的模拟电流最优个数和位置来对架空输电线路下方的磁感应强度进行求解。与现有技术相比，本发明具有提高磁感应强度分布计算结果的准确性、降低磁感应强度分布的计算量和计算成本、减少时间成本等优点。

技术领域

本发明涉及电网建设技术领域，尤其是涉及一种基于架空输电线路的二维磁感应强度控制方法。

背景技术

随着超高压和特高压电网持续建设，现有的电网规模不断扩大，电网电能输送能力不断提高，输电线路的运行电压等级也随之提高。在满足用电负荷增加需求的同时，也使得架空输电导线下方的工频磁场环境有所恶化，导致居住在输电线路周围的居民对居住区域磁场干扰水平的担忧越来越严重。

目前常用的磁感应强度分布计算分析方法多为软件的仿真或理论的计算，仿真的软件有COMSOL，理论计算方法包括有限元法、模拟电流法等。虽然通过仿真能够比较准确的得出架空输电线路下方的磁感应强度分布情况，但仿真软件不仅对计算机的配置要求很高，操作起来还很复杂，尤其是建模十分繁琐，最后还存在计算时间过长的缺点。现有的有限元法也是随着计算机性能的提升而被使用在磁感应强度的计算上，是通过MAXWELL软件内置计算方法进行计算，为保证计算精度，通常会划分很密的网格，计算量十分庞大，耗时耗力。模拟电流法对磁感应强度的计算就较为简单，但是计算精度不够，误差较大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的磁感应强度分布情况的计算耗时较大、精度不足、误差较大的缺陷而提供一种基于架空输电线路的二维磁感应强度控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于架空输电线路的二维磁感应强度控制方法，具体包括以下步骤：

S1、获取架空输电导线的三相导线中分裂导线的参数，计算分裂导线的等效半径；

S2、获取三相导线中初始模拟电流的个数和位置，并在三相导线的表面设置匹配点和校验点；

S3、获取预设的零磁位参考点，通过构建方程组计算得到初始模拟电流的电流值和匹配点的磁位，根据所述初始模拟电流的电流值计算出校验点的磁位，根据匹配点的磁位和校验点的磁位计算得到平均磁位误差；

S4、根据初始模拟电流的电流值计算出架空输电导线下方的第一磁感应强度分布，并获取有限元法计算得到的第二磁感应强度分布，第一磁感应强度分布与第二磁感应强度分布对比得到平均磁感应强度分布误差；

S5、根据平均磁位误差和平均磁感应强度分布误差计算适应度函数的函数值，通过粒子群算法进行优化得到函数值最小时对应的初始模拟电流的个数和位置，作为最终模拟电流的个数和位置，并计算出每个最终模拟电流的数值；

S6、根据每个最终模拟电流的数值，计算出各个最终模拟电流产生的磁感应强度，并进行叠加，得到架空输电线路下方的最终磁感应强度分布。

所述零磁位参考点具体为三相导线中A相导线表面的匹配点。

所述三相导线中每相导线的初始模拟电流的位置分别位于相应的圆周上。

进一步地，所述圆周的半径小于三相导线的半径，所述圆周的圆心和三相导线的圆心重合。

所述等效半径的计算公式如下所示：

其中，r_eq为等效半径，R为分裂导线的半径，n为分裂导线的根数，r为次导线的半径。

所述三相导线中每相导线上匹配点、校验点和初始模拟电流的数量相同，三相导线之间的匹配点、校验点和初始模拟电流的数量相同。