高压直流输电线路离子流场计算研究综述

高压直流输电线路离子流场的求解是其电磁环境分析和评估的基础。本文对高压直流输电线路离子流场计算研究现状进行了综述,对其中存在的困难进行了分析,并介绍了相关的研究进展。对目前高压直流输电线路离子流场的研究进行了全景式的描述,对这方面的研究工作具有一定的助推作用。     

直流输电线路下方建筑物附近离子流场的计算

直流输电线路下方建筑物附近电场分布复杂,基于Deutsch假设计算建筑物附近的离子流场在理论上会造成较大的误差,同时无法考虑风速的影响。基于上流有限元方法计算直流模拟试验线路下方房屋模型附近的离子流场,采用新型的迭代收敛控制技术,保证了迭代收敛过程的稳定性。计算结果与试验数据进行对比,得到了很好的验证。结果表明上流有限元方法适用于直流线路下方建筑物附近离子流场的计算。考虑风速的影响,计算建筑物附近离子流场,发现风速对建筑物附近合成场强以及离子流密度的影响很大,因此在计算直流输电线路下方建筑物附近电磁环境时,必须考虑风速对离子流场的影响。     

特高压直流输电线路离子流场计算方法及改进

介绍了基于迎风差分算法的高压直流线路下离子流场的计算方法。文中改进了导线表面电荷密度初始值的计算方法和更新迭代方法,使计算中可以考虑分裂导线的情况。提出在直流离子流场计算过程中使用连续边界条件可以提高计算精度并显著提高计算效率。通过直流输电线路下地面合成电场、离子流密度计算结果和实测结果的比较,对本文算法进行了验证。最后使用本方法对典型±800kV特高压直流线路下离子流场进行了仿真计算。     

基于有限元法的±800kV特高压直流输电线路离子流场计算

提出一种基于有限元法分析特高压直流输电线路双极分裂导线周围空间离子流场的方法。在计及分裂导线中各子导线相互影响的基础上,将每根子导线单独考虑,详细说明了子导线表面电荷密度初值的估计方法。在验证所提方法的有效性之后,将其应用于±800kV HVDC输电线路的离子流场分析。计算了起晕导线周围空间的离子流,导线下方地面离子流密度以及地面电场强度。分析了分裂导线的分裂数、分裂半径以及空间电场单极部分对离子流的影响。研究表明,随着导线分裂数的增加,离子流减小;分裂半径越小,离子流越小。如果不考虑导线周围电场的单极分量,计算所得的离子流将偏高。分析表明,线路的地面离子流密度和场强都满足我国特高压直流输电线路的电磁环境限值要求。     

直流输电线路离子流场有限元计算研究综述

直流输电线路在运行中会发生电晕现象,由此产生的离子流场是环境问题关注的焦点。基于有限元的离子流场计算方法由于更符合线路实际情况且计算精度较高,受到了国内外学者的重视。为系统阐述基于该方法的国内外研究成果,并为今后该领域的研究提供有益参考,文中重点分析了现阶段基于有限元的二、三维离子流场计算方法的优缺点,同时还分析了建筑物和人体对离子流场的影响研究现状。通过对比分析认为:基于有限元三维离子流场的计算方法将会在今后的实际工程中发挥重要作用。最后为对直流线路或者交直流混合线路电磁环境进行全面而准确的评估,应当加强地形及天气方面等的影响研究。     

直流输电线路离子流场计算方法

介绍了直流输电线路离子流场计算中主要的3种方法：半经验公式法、基于Deutsch假设的数值计算方法和二维数值计算方法。简要介绍了每种方法的原理、实现过程和优缺点，比较了3种方法在准确度、计算效率和实现难度上的差别。文章认为，为满足我国不断发展的电网建设要求，以不断进步的计算机硬件和数值计算方法作为保障．二维数值计算方法将是研究的重点。     

多重网格法在HVDC线路离子流场数值计算中的应用

简要介绍了一种求解偏微分方程边值问题的有效方法——多重网格法,它比有限差分法和有限元法具有更高的计算效率和收敛速度。通过对HVDC线路非线性离子流场的计算表明,由多重网格法计算得到的结果比采用有限元法更接近于实际测量值。     

特高压直流输电线路离子流场的有限元-积分法计算

针对特高压直流输电线的地面电场和离子流密度的计算问题,采用有限元-积分方法,对双极离子流场的控制方程进行求解,同时还对空间电荷密度初值进行了改进。通过计算,发现该方法能较快地获得稳定的数值解。通过采用该方法对±400kV的直流线路进行了比对计算,验证了该算法的有效性。将该方法应用于实际的±800kV直流输电线路,对地面合成电场和离子流密度进行了计算,分析了导线对地高度、极间距、正负极起晕情况不同以及避雷线对地面合成电场和离子流密度的影响。结果显示随导线高度升高和极间距减小,地面的最大电场强度和离子流密度随之减小。在正、负极起晕不同时,负极导线下面的合成电场和离子流密度的最大值比正极大。计算中,考虑避雷线会增大地面的合成场强和离子流密度,但是不明显。     

特高压直流输电线路档距内离子流场的三维计算

传统的特高压直流输电线路离子流场的计算采用二维模型,不能正确反映档距内考虑弧垂时的电场分布。笔者采用模拟电荷法计算标称电场,结合输电线满足的悬链线方程,考虑极导线表面电场的变化,对特高压直流输电线路档距内的离子流场进行了三维仿真计算,将结果与实测值进行了比较并做了分析。考虑弧垂时的地面合成电场值比不考虑弧垂时小,合成电场在垂直输电线方向和沿着输电线方向均呈对称分布,最大场强出现在在最大弧垂点边导线外侧2 m左右,随着远离弧垂最大处,合成电场在垂直和沿着输电线方向逐渐衰减。     

特高压直流输电线路在雾霾天气下的离子流场计算研究

特高压直流输电线路的离子流场会受到天气条件的影响.为了更加准确地掌握雾霾天气时直流线路离子流场的变化规律,基于有限元法计算了天气良好时±400 kV直流输电线路的离子流场,并通过对比说明了计算是准确和可靠的.在此基础上,分析了雾霾天气对离子流场的影响机理,并计算了空气严重污染并伴有轻雾的雾霾状况下±800 kV特高压直流输电线路的离子流场.结果表明,与天气良好时相比,雾霾天气时的直流线路合成场强和离子流密度有不同程度增大.     

多回高压直流输电线路离子流场计算方法

提出不借助Deutsch假设求解直流离子流场特性的主要方程的新方法.此方法以迎风差分算法为基础,迭代计算至空间电荷密度至满足Kaptzov假设为止,并在迭代过程中考虑了分裂导线和地线的影响.文中用此方法对双回±500kV双极高压直流线路离子流场进行了仿真计算,结果表明,为降低地面合成电场和离子流密度,各回线路应当水平布置,并且取相同的极性排列方式.     

高压直流输电线路离子流场的计算方法研究

高压直流输电线路发生电晕放电时,周围空间会充满带电离子,从而使空间电场显著增强。为了准确计算地面离子流场,文中采用该有限元—积分法对双极离子流场的控制方程进行求解。文中在计算合成电场时采用了有限元外推法,同时还对空间电荷密度初值进行了改进。通过利用该方法对同轴圆柱模型和±400 kV的直流线路进行的比对计算,验证了该算法的有效性。同时,在实际的±500 kV直流线路上,把该算法的计算结果与已有算法的计算结果进行了对比。实际线路验证和算法间对比均表明,该方法具有较好的精度。最后,采用所提出的方法对±800 kV直流输电线路的地面合成电场和离子流密度进行了预测。     

计及地电位升高的HVDC输电线路离子流场的计算

超高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电线路离子流场的计算对于输电线路的设计具有重要意义。然而考虑地电位升高的地面离子流场的计算却很少,为此,在Deutsch假设的基础上,为了研究计及地电位升高时HVDC输电线路产生的离子流场,将地电位升高作为第1类边界条件,应用模拟电荷法,建立了考虑地电位升高影响的HVDC输电线路下方离子流场计算模型。计算结果表明,在不计及地电位下,与可查询的文献相比,计算结果与其基本一致。计及地电位下,地面离子流密度与电场的值分别有所增大,同时分析了不同地电位升高值、导线高度及极间距下,地电位的变化对超高压输电线路地面合成电场以及离子流场的影响。     

HVDC输电线路离子流场比例模型理论的推导与验证

由HVDC线路的离子流场数学模型,严格地从理论上导出实际HVDC线路离子流场与比例模型线路离子流场间的关系,同时还导出为预测实际HVDC线路离子流场建立的模型线路应满足的必要条件。采用数值计算法对实际HVDC线路和比例模型线路的离子流场分别进行了计算,结果表明两者确实很好地服从导出的上述关系。     

高压直流输电线路离子流场计算方法研究进展

高压直流输电线路所伴随的电晕放电会导致地面附近的电场大幅增加,从而使线路下方电磁环境恶化,该问题被称为离子流场问题。对于离子流场的准确预测可以使高压直流输电线路既满足环保要求同时又保持良好的经济性,因此意义重大。该文详尽的回顾和评述了国内外离子流场研究的历史,且着重介绍了近年以来离子流场研究所取得的新进展。同时,该文也指出了目前离子流场研究中的不足和未来的研究方向。     

离子迁移率和复合率取值对特高压直流输电线路离子流场的影响研究

采用上流有限元法定量分析了离子迁移率和离子复合率对±800 k V特高压直流输电线路地面合成场强和离子流密度的影响。结果表明,离子迁移率对地面合成场强影响不大,而地面离子流密度随着迁移率的增大呈线性变化;两者均随离子复合率的增大而减小,且复合率对地面离子流密度计算的影响大于对地面合成场强的影响。     

多回HVDC输电线路地面离子流场的计算

HVDC输电线路离子流场的计算对于输电线路的设计和电磁分析具有重要意义,为此,笔者在Deutsch假设的基础上对地面离子流场进行解析求解。根据输电线路电力线分布特点,建立了适用于多回输电线路的离子流场算法并探讨了输电线路极性排列方式对于离子流场的影响。该算法可考虑正、负极性导线的起晕差异,实例计算表明:该方法的计算结果与实测值有较高的吻合度,并对各种线路结构具有良好的适应性;双回线路极性排列方式对于合成电场最大值影响不大,而离子流密度则受到较大影响;在不考虑输电线其他结构参数的情况下,双回输电线路以--/++的极性排列方式最优;地线的存在对于双回线路地面离子流场并无明显影响。