复镜像法在平板导体涡流场计算中的应用

为了根据涡流检测中积分方程法(IEM)的理想裂缝模型,用矢量磁位推导出平板导体涡流场的并矢格林函数,将复镜像法用于涡流场并矢格林函数的计算,用Prony方法对矢量磁位中广义Sommerfeld积分(GSI)的被积函数进行指数逼近,使GSI转化为有限项级数之和,加速了无穷积分的计算,提高了涡流场的求解速度和计算精度。用涡流无损检测中的两组典型数据比较用复镜像法和直接数值积分法计算广义Sommerfeld积分的计算精度和求解速度,结果表明复镜像法在涡流场GSI积分计算中准确且高效。用复镜像法计算平板导体中含有平行裂缝和十字型裂缝的涡流场,其结果与有限元一边界元耦合法的计算结果对比表明求解方法正确和高效。     

地下直埋有限长导体感应电场强度和互阻抗的计算

通过对地场广义Sommerfeld积分（GSI）的积分核采用多重复镜像等效,导出了准静场条件下地下直埋有限长导体感应电场强度和互阻抗的解析计算公式。公式推导过程中,先将地场GSI的远谱分量提出,再对中近谱分量采用矩阵束方法（Matrix pencil method）精确逼近。计算结果表明,该公式有相当好的计算精度,适用于地下直埋导体的感性耦合分析和电磁暂态计算。     

分层土壤接地格林函数的多精度多分辨率计算

广域系统电磁兼容问题研究采用的大地模型具有分层多和参数差异大的特点,传统数值方法求解接地格林函数时面临严重的数值奇异问题。结合理论推导和数值计算提出格林函数的多精度多分辨率求解方案:利用多精度计算库GMP直接求解积分核函数,从而有效避免一般方法求解失败的问题,并结合解析解验证方法的有效性;提出多分辨率计算方法实现格林函数积分核函数的全积分域复镜像重构,并推导计算误差上限的理论公式,证明多精度多分辨率方法的准确性。最后,针对某分层大地模型,采用多精度多分辨率法求解地表电位分布,并与改进高阶复镜像法进行性能对比,全面验证该文方法的先进性。     

冲击电流下土壤复视在参数特性研究

在500 kV及以上的高电压等级输电线路雷电防护设计与检修中，准确获取附近环境的土壤视在参数特性是保障其安全可靠运行的基础。为有效获取冲击电流下土壤复视在参数特性，通过联合离散复镜像法与差分进化方法来研究。首先利用离散复镜像法计算了土壤的理论复视在参数，然后通过不同频率下的核函数计算对比验证了计算精度，最后通过差分进化方法对非均质土壤复视在参数进行反演，并计算了不同电极跨度下的土壤复视在电阻率实部与虚部参数值。     

积分方程与解析法组合计算薄钢板的涡流损耗

介绍了采用将数值与解析联合起来计算矩形导电媒质涡流损耗的方法。首先利用积分方程法求出磁介质表面网格点的入射磁密,然后对这些任意分布的离散磁密点用双重傅立叶级数进行逼近,最后计算涡流损耗。通过验证,计算值与测量值吻合很好,证明了该方法的可行性。     

快速计算架空与水平双层大地埋地导体间互阻抗的矩函数方法

架空导体和水平分层大地中埋地导体之间的互阻抗是众多电磁兼容问题分析的基础,该阻抗表达式为含无穷上限的高振荡复积分。提出了一种采用矩函数方法快速计算该积分的方案,将互阻抗积分表达式分割为定积分和含有无穷上限的尾积分,并分别采用合适的方法予以快速计算。对于其中的定积分部分,首先采用样条函数拟合被积函数,此时,定积分部分可用矩函数解析表示;对于含有无穷上限的尾积分,将积分核用其渐进函数代替,该渐进积分核函数可采用指数积分表示。由于矩函数采用解析式计算,本文方法完全避免了振荡积分的计算,是一种高效的计算高振荡积分的方法。本文方法可以用于电磁兼容或者电磁暂态问题中涉及的架空导体和埋地导体之间互阻抗的计算。     

利用磁通法计算永磁同步电机电磁转矩

介绍了一种计算永磁同步电机电磁转矩的新方法,即磁通法,其原理是利用有限元法,从磁场中求出每极的基波磁通Φｍ和功率角δｉ求出电磁转矩。该方法对网格离散化不敏感,无需积分,计算省时。     

垂直多层土壤的格林函数

为解决垂直多层土壤格林函数理论推导复杂和数值求解方法繁琐的问题,提出了符号方程理论推导方法和自适应高精度复镜像数值求解的方案。符号方程法借助镜像变换和分离变量法实现了机械化推导,可以求得格林函数通用的封闭表达式。自适应高精度复镜像法先使用二次采样方法对格林函数的封闭表达式进行智能采样,然后运用矩阵束法直接对离散化的格林函数系数进行复镜像拟合,能够显著提高计算的效率和精度,弥补了传统Prony法和广义函数束法在数值稳定性和精度方面的不足。经由算例对比,该方法准确有效,可以应用于垂直或水平多层土壤接地问题的计算。     

广义Sommerfeld积分矩函数方法及其在接地网参数计算中的应用

随着接地网面积的不断增大,接地网计算工作量不断增大,水平分层土壤中接地网特性快速计算方法具有重要意义。采用复积分路径的方法实现了水平方向距离大于垂直方向距离情况下格林函数的计算,该方法将贝塞尔函数振荡因子转变成指数函数衰减因子;同时,对于有限区间的高振荡积分,采用了解析的矩函数方法进行计算,所得结果具有较高的计算精度和效率。数值算例结果表明了大型水平接地网接地参数计算中该方法的正确性和高效性。该方法不涉及积分核函数的复指数拟合过程,计算方案简洁,可应用于实际地网的设计和参数分析中。     

涡流无损检测中的广义索末菲尔德积分快速计算

广义索末菲尔德(Sommerfeld)积分的快速准确计算是涡流无损检测数值仿真的重要研究内容之一。对于积分核中含有2个贝塞尔(Bessel)函数乘积的广义Sommerfeld积分,给出一种高效准确的数值算法。通过将原积分核中远谱渐近分量抽出,广义Sommerfeld积分核可表示为具有快速收敛的积分核和渐近积分核2项之和的形式。对于渐近积分核部分,推导了其闭式指数积分表达式;对于快速收敛积分核部分,确定了数值积分的积分上限和对应的积分误差限。数值算例表明,与直接采用数值积分的算法相比,在同等计算精度情况下,该文的方法可提高计算效率10~100倍,该快速算法可应用于了涡流无损检测数值仿真中。     

基于全球定位系统与积分方程的互感线路零序参数带电测量

首先简要回顾了通常获取输电线路参数的三种方法,然后在增量法的基础上提出了基于全球定位系统(Global Position System,GPS)和积分方程的互感线路参数带电测量方法(简称积分法).该方法将互感线路的伏安特性方程转化为积分形式,并采用了最小二乘法求解测量中出现的超定方程组,同时得出各线路的零序自阻抗及线路间的零序互阻抗.文中给出了详细的数学模型和数字仿真结果以及软件算法流程图与实际测量结果,并将积分法计算结果与增量法的计算结果进行了比较,比较结果表明积分法的测量结果是精确可信的.     

基于积分方程的互感线路参数带电测量研究

首先简要回顾了通常得到输电线路参数的三种方法,然后在增量法的基础上提出了基于GPS和积分方程的互感线路参数带电测量的新方法——积分法。该方法是将互感线路的伏安特性方程转化为积分形式, 并采用了最小二乘法求解方程组,同时得出各线路的零序自阻抗及线路间的零序互阻抗。文中给出了详细的数学模型和数字仿真结果以及软件算法流程图,介绍了模拟实验过程,并将积分法与增量法的计算结果进行时比,结果表明积分法的测量结果是精确可信的。与增量法相比,该方法具有一定的滤波作用,一定程度上可以抑制高频分量,进行测量时一般不需额外提供测量用电源,方式更为省时省力。     

高压输电线路故障及操作电磁暂态数字计算新方法

基于多传输线理论、频域分析法、数值拉氏反变换技术和卷积方法,提出了长线路任意点任意短路或断线及断路器开合的电磁暂态计算新方法,特别是考虑了电弧故障,使暂态仿真更加切合实际。该方法在ABC相分量上进行计算,考虑了线路参数频变的影响,适用于均匀换位或不换位的单回线、双回线以及线路传播常数矩阵Z与Y不能对角化的情况,使故障时刻故障点电压（对于短路）或电流（对于断线）相角及断路器开合时刻电流相角可任意设定。     

架空电力线与地下电信电缆间的互感系数

传输线路之间的互感系数是计算纵电动势和纵电压的重要参量。国际电话电报咨询委员会防护导则给出了含无穷积分的互感系数的基本表达式，虽然“架空–架空”、“地下–地下”的互感系数已经用贝塞尔函数解决，但至今“架空–地下”的互感系数求解尚未解决。为解决这一问题，作者经过理论推导，证明互感系数表达式中的无穷积分可以用已知的聂曼函数和斯特鲁夫函数的互感系数来表示，从而解决了“架空–地下”的互感系数数值计算问题。     

互感线路零序参数带电测量方法研究

互感线路零序参数的常规测量方法只能用于停电测量,而对于经多年扩建形成的线路组,全部停电进行互感测量无法实现。针对上述情况出现了很多带电测量输电线路零序互感参数的新的理论和技术,包括干扰法、增量法、微分法、积分法等。对干扰法、增量法、微分法、积分法4种方法的数学模型和测量原理进行深入分析并对其带电测量的方法和手段进行研究,旨在对这4种互感线路零序参数带电测量方法从理论和实践上进行探讨,总结出这些方法的优缺点和适用范围,并在此基础上针对某些缺点提出了改进措施和意见。     

基于抗差最小均方估计的输电线路参数辨识

输电线路数学模型广泛运用于电力系统分析计算中,其参数的准确性与电网的安全稳定运行密切相关,广域测量系统的发展为获取输电线路参数提供了新的手段。针对目前参数辨识算法缺乏测量误差对辨识结果影响的研究,提出基于抗差最小均方估计（robust least mean squares,RLMS）的输电线路参数辨识算法,该算法以抗差函数代替传统最小均方估计算法中的均方误差,并通过自适应阈值法调节阈值,进而使得辨识算法在抗噪声方面具有较强的适应能力;对不同时刻的计算结果,提出了基于核密度估计和点估计法提取结果的统计特征,最后通过仿真分析与实测数据对比验证了所述算法的有效性。     

地下金属管网对通信线路暂态电磁屏蔽作用的计算

为了分析电力线路故障条件下,地下金属管网对其附近通信线路的屏蔽保护作用,给出了地下金属管网电磁屏蔽暂态计算的模型和系统化方法。借助快速傅立叶算法(FFT),地下金属管网对通信线路的时域暂态屏蔽作用可由其频域计算结果变换得到。频域计算模型基于传输线理论,以管网的节点电压为未知量,计算软件所需内存小,计算速度快。该方法对电力线路、通信线路以及金属管线的走廊选取与设计具有指导意义。     

Study on Galloping Stability Mechanism of Conductor and Its Application to Anti-Galloping of Transmission Lines

Introduction There are three kinds of vibration for transmission conductor: aeolian vibration, sub-span oscillation and galloping. The aeolian vibration is a phenomenon of vibration with high frequency (approximate 5~120 Hz)and small ampli- tude (approximate below 3 times of conductor diameter) caused by Carmen turbulence. Sub-span oscillation means that the effect of wind tail flow causes the horizontal vibration (frequency 1~5 Hz, amplitude being 4~20 times of conductor diameter) of the sub…