±800 kV云广特高压直流线路合成电场仿真计算与测试分析

为研究实际运行特高压直流输电线路复杂环境的合成电场特性及环境影响,开展±800 kV云广直流线路合成电场测量与分析。建立了特高压直流输电线路合成电场计算模型及算法流程,阐述了特高压直流输电线路合成电场的测量仪器、环境、位置、数据记录和处理方法。不同运行方式下的测试结果表明:正极半压和负极全压下测量值与理论值的误差小于负极全压运行下的误差,但大于双极全压运行下测量值与理论值的误差;因测试点的海拔高度、导线对地高度、温/湿度、风速、风向等因素影响,负极半压、正极半压和负极全压、负极全压运行的合成电场值上下浮动于不同月份的双极全压测量值;不同测试点的合成电场的80%值和95%值对应的测量位置基本相同,同时所有测量结果满足合成电场环境限值且有足够的裕度。云广直流工程的电磁环境设计合理性得到了验证。     

云南—广东±800kV特高压直流线路无线电干扰仿真计算与测试分析

为研究特高压直流输电线路无线电干扰特性及环境效应,开展了±800kV云南—广东(简称云广)直流线路无线电干扰的理论计算与现场测量。利用等效电荷法和国际无线电干扰特别委员会(CISPR)经验公式分别计算特高压直流输电线路导线表面最大电位梯度和无线电干扰分布,并将理论计算值与现场测量值进行比较。分析结果表明:随着测点距离负极导线距离的增加,负极半压、负极全压运行的无线电干扰呈逐渐减小的趋势;正极半压和负极全压运行的无线电干扰测量值变化平缓且大于负极半压运行的,但小于双极全压和负极全压运行的测量值;双极全压运行测量值与理论计算值的误差小于其他运行方式的,但当无线电干扰测点的导线对地高度为49m,或线路临近500kV交流输电线路,或海拔高度为1 900m时,双极全压运行的测量值与理论计算值的误差偏大;不同海拔下的云广特高压直流线路,在正极外20m至负极外20m之间,无线电干扰变化趋势是先减小后增大,该区域以外无线电干扰值呈衰减分布。因此,不同运行方式下受测量环境因素的影响无线电干扰的测量值与理论计算值的分布规律存在差异,但不同海拔高度下双极全压运行的无线电干扰测量值都满足电磁环境限值要求。     

特高压直流导线在单双极电晕笼中的可听噪声测量与分析

利用国家电网公司特高压直流试验基地直流电晕笼,对特高压直流导线在正极、负极、正负双极电晕笼中的可听噪声测量方法进行了研究。对单双极电晕笼内直流导线的表面电场进行了有限元仿真计算。计算结果表明,若施加相同等级的电压,单双极电晕笼中直流导线表面的平均最大标称电场相对差值在0.4%之内,采用单、双极电晕笼试验对导线表面场强的影响可以忽略不计。对单双极电晕笼中的特高压直流正极、负极、正负双极导线的可听噪声进行了全电压测量与分析。结果表明,对于我国现有的直流线路来说,利用正单极电晕笼代替正负双极电晕笼进行可听噪声试验是可行的。     

特高压电晕笼内正负极性导线的可听噪声频谱特性规律研究

为深入研究特高压直流线路正负极导线的电晕放电机制和电晕可听噪声特性规律,基于国家电网公司特高压直流试验基地的电晕笼,对6?720 mm2导线的可听噪声频谱进行了测试和分析。利用电晕笼中间网的可拆卸功能,对电晕笼内正极、负极、正负双极导线的可听噪声进行测试,分别得出了不同电压下正极噪声、负极噪声、临近正负极导线位置的噪声频谱特性规律,并进行了对比和分析。还分析了考虑背景噪声时,在不同导线表面电场强度下电晕可听噪声A声级与其8 kHz分量的稳定性。利用曾提出的8 kHz分量法来对正极噪声、负极噪声、临近正负极导线的双极噪声在不同导线表面电场强度下的噪声特性进行了分析,得出了8 kHz分量法可适用于正极噪声和双极噪声的结论。     

基于支持向量机的无线电干扰预测算法

针对给定海拔高度、温湿度、风速风向等环境因素下的特高压直流线路无线电干扰分布无法仿真计算的问题,采用灰色关联度模型提取给定环境参数相似的现场测试样本数据,利用遗传算法优化惩罚系数和支持向量的核宽度,提出了特高压直流无线电干扰预测的最小二乘支持向量机法(lest squares support vector machine,LSSVM)。通过分析迭代步数与训练误差证明了灰色关联度的遗传LSSVM方法计算效率和计算精确度优于LSSVM方法和遗传LSSVM方法。对比本文预测方法的计算结果与实际测量值、同类算法计算结果表明:低海拔时0.5 MHz无线电干扰水平负极全压下平均偏差为10.1%,正极半压负极全压下平均偏差为6.75%,双极全压下平均偏差为4.64%;海拔1 900 m时,双极全压下0.5 MHz和10MHz无线电干扰水平平均偏差分别为4.63%和3.5%。     

特高压直流长、短输电线路可听噪声的转换关系研究

输电线路的可听噪声是发展特高压直流输电需要解决的关键技术问题之一。特高压直流试验线段和电晕笼是研究实际线路可听噪声的重要试验设施。研究特高压直流长、短输电线路可听噪声的转换关系,对于利用特高压直流试验基地建设的试验线段和电晕笼的试验结果预测实际特高压输电线路的可听噪声有重要意义。推导了由可听噪声产生功率表示的任意长度输电线路下方地面各位置处可听噪声的计算公式,并由此得出直流长、短输电线路可听噪声之间的关联关系。当单回直流试验线段的长度大于测量点到正极导线距离的10倍、测量点在线路纵向上偏移中心点不超过线路总长的20%时,可近似认为试验线段下可听噪声的测量结果为实际无限长线路相同位置处的可听噪声水平。     

高海拔特高压直流线路可听噪声频域特性研究

为研究高海拔环境下特高压直流线路电晕放电产生的可听噪声的特性,基于国家电网有限公司西藏羊八井特高压直流实验基地的试验线段,对直流线路的可听噪声进行了测量,开展了可听噪声频域特性的研究,得到了正、负极侧可听噪声1/3倍频程谱,比较并分析了双极性导线正、负极侧的频谱差异和A声级的差异;比较了高海拔环境的直流线路可听噪声与按传统BPA经验公式计算的理论值的差异,分析了造成差异的原因,得出考虑高海拔因素的可听噪声修正值,改良了BPA经验公式。研究结果为高海拔特高压直流线路可听噪声的进一步预测和分析提供了有力支撑。     

特高压直流线路可听噪声的边界元方法

基于边界元原理建立了特高压直流输电线路导线表面最大电场计算方法,利用广义极小残值法求解边界元形成的稠密非对称方程组直接获得导线表面最大电场,结合美国邦纳维尔电力局经验公式进行特高压直流线路可听噪声的精度验证和影响因素特性分析。计算结果表明,基于边界元法的可听噪声计算与现场测量值的最大相对误差5.0%,其计算精度明显大于基于有限元法和马克特一门格尔法的可听噪声计算结果;避雷线参数变化对可听噪声的影响极小;导线半径,导线分裂数或双极导线间距的增加,可听噪声分布都呈逐渐变小的趋势;然而导线对地距离或导线分裂间距增大,可听噪声呈先衰减后增大的趋势。     

高海拔特高压直流试验线路电磁环境初步试验研究

为了研究高海拔地区特高压直流输电线路电晕特性及环境影响,特高压工程(昆明)国家工程实验室在海拔2 100 m处建起一条长800 m的双极直流试验线段,并通过所建立电磁环境自动测试平台,在±(800～1 000)kV电压范围内对电磁环境的参数(RI、Es、Js、NA、CL)进行了长达一年的测量。分析结果显示,无线电干扰RI在极导线投影处达到峰值,处理后的RI值满足行业标准DL/T 1088—2008要求;在±800 kV双极运行时在正极导线在对地投影处的可听噪声NA与离子流密度Js值达到最大,所测量NA与Js数据皆满足行业标准的要求。通过与美国EPRI等机构提出的经验公式进行理论计算数据进行对比,发现在正极导线及外侧其测量值与计算值能够很好的吻合,但在负极侧有较大差异,意味着高海拔地区的导线电晕机理尚需进一步研究。     

基于电晕笼试验的特高压正极直流线路可听噪声频谱特性

为准确地在户外进行特高压直流输电线路的可听噪声测量,以及研究可听噪声与电晕放电的关联特性,利用国家电网公司特高压直流试验基地的电晕笼,对直流线路的电晕噪声和几种典型背景噪声的频谱进行了测量和分析:对比了电晕笼内正极直流线路电晕噪声和背景噪声的频谱特性差异;同时给出了不同导线表面电场强度对正极电晕噪声频谱的差异;分析了电晕噪声A声级与其各频谱分量差值的稳定性。得出了与背景噪声区别较大、稳定性较好的电晕噪声频段,并最终得到了在电晕笼内测量得到的电晕噪声A声级与其8kHz分量之差为11dB的数值关系。在电晕笼内开展的4×1 000mm2导线可听噪声试验证实了该方法的有效性。     

±800kV直流输电线临近复杂地形时可听噪声分布特性仿真分析

为分析特高压直流输电线路临近复杂地形时的可听噪声状况,基于镜像法并结合优化模拟电荷法,提出了可用于计算复杂地形情况下特高压直流输电线路可听噪声的方法。该方法的有效性通过实测数据获得了验证。利用该方法仿真分析了不同斜坡角度、斜坡起点离导线距离以及凸凹地形对特高压直流输电线路可听噪声的影响规律,结果表明:地形对直流线路可听噪声的分布特性影响较为明显,在进行直流输电线路可听噪声评估时应适当考虑地形的影响。该计算方法及相应的仿真分析结果可为特高压直流输电线路经过复杂地形时的规划设计作技术参考。     

±800kV特高压直流输电线路的电磁环境研究

采用CDEGS软件包对±800 kV特高压直流输电线路的电磁环境进行了仿真研究。分析了极导线水平排列的±800 kV特高压直流输电线路的标称电场、合成电场、无线电干扰(RI)和可听噪声(AN)的总体水平。讨论了线路参数,包括极导线对地高度、极间距、子导线截面积等对特高压直流输电线路的电磁环境参数的影响。对海拔高度变化和单极运行方式等的影响也进行了分析。     

±1100 kV特高压直流输电线路电磁环境研究

研究特高压直流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义.根据±1 100 kV特高压直流输电线路电磁环境限值,按照给定的初始条件,采用模拟电荷法、有限元法、CISPR、EPRI经验公式等方法计算合成场强电场、地面离子流密度、磁场强度、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数.研究表明,可听噪声是导线选型的控制因素.根据不同的极间距和海拔高度情况,推荐相应的导线型式,并给出不同导线型式推荐的导线最小对地距离.     

±800kV特高压直流输电线路的电磁环境研究

采用CDEGS软件包对±800kV特高压直流输电线路的电磁环境进行了仿真研究。分析了极导线水平排列的±800kV特高压直流输电线路的标称电场、合成电场、无线电干扰（RI）和可听噪声（AN）的总体水平。讨论了线路参数。包括极导线对地高度、极间距、子导线截面积等对特高压直流输电线路的电磁环境参数的影响．对海拔高度变化和单极运行方式等的影响也进行了分析．     

±1 100 kV特高压直流输电线路电磁环境研究

研究特高压直流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义。根据±1 100 kV特高压直流输电线路电磁环境限值,按照给定的初始条件,采用模拟电荷法、有限元法、CISPR、EPRI经验公式等方法计算合成场强电场、地面离子流密度、磁场强度、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数。研究表明,可听噪声是导线选型的控制因素。根据不同的极间距和海拔高度情况,推荐相应的导线型式,并给出不同导线型式推荐的导线最小对地距离。     

±500kV葛南线和宜华线可听噪声频谱特性及影响因素

与交流输电线路的可听噪声不同,直流线路产生的可听噪声的频谱范围很宽,且没有突出的分量。研究直流输电线路的可听噪声特性,对于预测后续建设的输电线路的可听噪声,有着非常重要的意义,为此,对相同电压等级、不同导线型式的直流线路附近的可听噪声进行了测量并给出了直流输电线路可听噪声的频谱特性;分析了各种常见自然天气条件对输电线路附近可听噪声频谱的影响。研究结果表明:不同导线型式的输电线路产生的可听噪声有较大区别,目前运行的±500 kV线路的可听噪声均低于0类区域的限值;风噪声主要影响噪声测量结果的低频部分;夏日白天昆虫的叫声主要影响高频部分。     

±800 kV特高压直流输电线路结构参数对地面可听噪声影响的定量研究

在特高压直流工程中,输电线路下方的可听噪声水平是一个基本的环境考核指标。介绍了目前5种高压直流线路的可听噪声预测公式,通过将计算结果与向家坝-上海±800 kV输电线路下方的可听噪声实测数据进行对比,得出EPRI预测公式能较好地适用于中国特高压直流线路可听噪声的预测。基于该公式,分析了不同导线结构对±800 kV直流线路可听噪声的影响规律,通过对比得出了导线分裂数是影响线路可听噪声的最主要因素。当电压恒定为±800 kV时,导线分裂数从4到8每增加2,参考点处的可听噪声减小10 dB（A）左右;当导线表面电场一定时,分裂数每增加2,参考点处的可听噪声增加2 dB（A）左右。     

南方电网开展±800 kV云广直流线路电磁环境实测工作

2月28日至3月10日,南方电网公司组织进行了±800 kV云南至广东特高压直流输电示范工程线路电磁环境测量工作,此次试验内容包括云南省和广西省7个测量点的实地考察、负极性线路周边60 m范围内电磁环境测量以及6个海拔高度下线路电磁参数对比等,完成了无线电干扰电压、地面合成场强、可听噪声3个重要参数的测量。     

±800kV特高压直流输电线路电磁干扰研究

直流输电线路在正常电压运行下允许一定程度的电晕放电,电晕放电产生电晕损失,引起无线电干扰及可听噪声。分析了±800 kV特高压直流输电线路的无线电干扰及可听噪声,采用逐步镜像法计算导线表面电位梯度,分析无线电干扰及可听噪声的计算方法,编写计算程序,计算结果表明:改变导线截面、导线对地高度、分裂间距及导线分裂数可降低无线电干扰及可听噪声的水平。     

极导线垂直和水平排列±500 kV直流输电线路的电磁环境比较分析

根据极导线垂直和水平排列高压直流输电线路几何结构的特点,在考虑正、负极导线起晕场强不同和正、负离子不同迁移率的基础上,比较分析了极导线垂直和水平排列±500 kV直流输电线路的电磁环境特点。结果表明：相对于极间距和极导线对地最小高度分别相同的水平排列线路,负极导线在下的垂直排列线路的地面合成电场强度、空间电荷密度和离子流密度的最大值较大,无线电干扰电平和可听噪声水平较低;而正极导线在下的垂直排列线路的地面合成电场强度、空间电荷密度和离子流密度的最大值较小,但其无线电干扰电平和可听噪声水平较高。