復(fù)雜線結(jié)構(gòu)電磁場(chǎng)問(wèn)題的快速計(jì)算方法研究及其應(yīng)用.pdf

1、本文針對(duì)電力系統(tǒng)電磁兼容問(wèn)題所涉及的大型接地網(wǎng)性能分析、高壓輸電線路的無(wú)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(wèn)題，結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目重點(diǎn)研究了具有復(fù)雜金屬線結(jié)構(gòu)、考慮周圍媒質(zhì)環(huán)境以及需要進(jìn)行多頻點(diǎn)響應(yīng)分析的復(fù)雜線結(jié)構(gòu)電磁場(chǎng)問(wèn)題的快速計(jì)算方法。通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及其他算法的結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)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(jì)算低頻情況下接地導(dǎo)體所產(chǎn)生的空間磁場(chǎng)的方法。在利用矩

2、量法求解接地問(wèn)題得到導(dǎo)體上電流分布的基礎(chǔ)上提出了考慮周圍土壤中泄漏電流分布的方法。應(yīng)用該方法建立了快速計(jì)算接地網(wǎng)空間磁場(chǎng)的方法，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)矩量法計(jì)算接地網(wǎng)磁場(chǎng)不精確的缺點(diǎn)，同時(shí)提供了優(yōu)于有限元等方法的計(jì)算速度，為大型接地網(wǎng)的性能分析提供了高效計(jì)算工具。 2．建立了考慮導(dǎo)體內(nèi)阻特性的線結(jié)構(gòu)積分方程法。選擇分段三角基函數(shù)作為基函數(shù)和權(quán)函數(shù)建立了適合求解該積分方程的矩量法并通過(guò)等效變換技術(shù)簡(jiǎn)化了積分方程中矢量磁位的二階求導(dǎo)計(jì)算過(guò)程

3、。針對(duì)半無(wú)限大導(dǎo)電媒質(zhì)空間情況應(yīng)用復(fù)鏡像法簡(jiǎn)化了矢量磁位的計(jì)算過(guò)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(wú)線電干擾水平的分析方法。在確定無(wú)線電臺(tái)(站)的允許背景噪聲限值的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)無(wú)線電干擾水平特征進(jìn)行分析提出了1000kV交流特高壓輸電線路對(duì)短波無(wú)線電臺(tái)(站)的防護(hù)距離，為特高壓工程建設(shè)提供了必要的參考依據(jù)。 4．構(gòu)建了一個(gè)基于多核處理器系統(tǒng)的PC集群。針對(duì)該集群在通訊和計(jì)算效能的特點(diǎn)，將接地網(wǎng)串行計(jì)

4、算方法進(jìn)行合理的并行化處理，開(kāi)發(fā)了計(jì)算接地網(wǎng)的快速并行算法。 5．提出了頻域計(jì)算的分段自適應(yīng)內(nèi)插算法。通過(guò)智能的選擇頻率分段點(diǎn)避免了傳統(tǒng)模型參數(shù)估計(jì)方法由于出現(xiàn)奇異點(diǎn)而無(wú)解的問(wèn)題。開(kāi)發(fā)了適合PC集群的并行分段自適應(yīng)內(nèi)插算法，極大提高了復(fù)雜電磁場(chǎng)問(wèn)題在進(jìn)行多頻點(diǎn)響應(yīng)計(jì)算時(shí)的速度。 6．建立了超高壓換流站閥廳的電磁騷擾天線計(jì)算模型。通過(guò)計(jì)算分析獲得了±500kV換流站閥廳正常工作時(shí)的空間電磁場(chǎng)騷擾特征，提出了閥廳屏蔽結(jié)構(gòu)應(yīng)該