基于模拟电荷法的高压直流输电线路下合成电场的仿真计算

摘要

随着我国越来越多直流输电工程的开工建设，一些突出的问题也逐渐显露出来并引起了人们的关注。直流输电线路的电磁环境的问题是社会各界所关心的焦点问题之一。
　　高压直流输电线路运行时的电磁环境影响因素主要包括合成电场、离子流密度、磁场、可听噪声和无线电干扰。其中，影响直流输电线路电磁环境的主要因素是合成电场和离子流密度，而这又与导线表面的电场分布密切相关。本文首先采用解析法，通过对实际情况采取一定的简化假设，提出了高压直流输电线路合成电场和离子流密度的一维数值计算方法。将用此方法仿真计算的离子流场结果与文献所提供的结果进行比较，证明了本论文所建立的直流输电线路的合成电场和离子流密度的计算方法是可行及准确的。在此基础上，分析了线路参数（高度、极间距、分裂间距、子导线半径）和环境因素（温度、海拔、降雨）的变化对±500kV直流输电线路的合成电场和离子流密度的影响。
　　其次，在一维模型的基础上，研究了计及地电位升高的高压直流输电线路的合成场和离子流密度的计算模型，并研究了地电位升高值、导线高度、极间距等参数不同时输电线路的合成场和离子流密度的变化趋势。计算结果表明，地电位升高会使HVDC输电线路地面的离子流场值增大，但不影响其分布规律，考虑了地电位升高的情况得到的计算结果更接近实际条件下的HVDC离子流场分布情况。
　　最后，基于Matlab中的GUI编程，编写了分析高压直流输电线路的合成电场、离子流密度、磁场分布等计算的软件包，为研究分析高压直流输电线路下的电磁环境提供了简便的工具。

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目录

1 绪 论

1.1 问题的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 拟进行的研究工作

2 分裂导线表面电场的数值计算方法

2.1 引言

2.2 工程中常用的计算方法

2.3 模拟电荷法的基本原理

2.4 本章小结

3 直流输电线路合成场强及离子流密度的计算方法

3.1 引言

3.2 电晕特性

3.3 离子流场的形成机理

3.4 合成场强及离子流密度的计算方法

3.5 本章小结

4 工程实例仿真与分析

4.1 引言

4.2 参数变化时的合成电场及离子流密度分析

4.3 计及地电位升高的 HVDC 输电线路离子流场的计算及仿真研究

4.4 小结

5 离子流场计算软件包的设计

5.1 基于Matlab的GUI编程

5.2 软件包设计

5.3 软件的验证

5.4 小结

6 论文总结与展望

6.1 论文的主要工作及成果

6.2 需要进一步研究的问题

致谢

参考文献

附 录