基于电场逆问题的交流架空输电线路电压反演方法研究

摘要

目前,对架空输电线路的监测主要通过在线路两端加装互感器实现,已无法满足日益增长的沿线实时监测的需求.本文提出了一种贴近输电线路运行工况的沿线监测新方法,即利用线下电场测量数据反演得到线上运行电压,可实现沿线任意位置的在线监测.为了改善简化的输电线路二维模型精确度不高的问题,根据计及弧垂等因素的导线悬链线方程,构建了输电线路三维数学模型.同时,三维模型考虑了输电线路三个档距范围内的相互影响,弥补了单一档距的局限性.为解决输电线路与求解场域尺寸相差大所造成的计算量大、计算时间长的缺点,将模拟电荷法与矩量法相结合,用一组离散化的模拟线电荷代替导线内连续分布的自由电荷,达到了计算时间与计算精度的良好平衡.为使逆推解尽可能接近物理真实值,采用基于遗传思想的粒子群算法进行全局寻优,兼顾了粒子群算法收敛速度快与遗传算法稳定性能好的双重优点.最后通过算例与实验验证了所提方法的可行性和准确性.