一种实际特高压直流线路无线电干扰的获取方法技术

本发明专利技术提供一种实际特高压直流线路无线电干扰的获取方法，所述方法包括如下步骤：根据高压直流试验线段上产生无线电干扰的导线数量，测量得到多个位置处的无线电干扰频谱测试曲线；假定导线的无线电干扰产生量在各个频率上为恒定的数值，计算得出直流试验线段和无限长线路的无线电干扰频谱曲线，确定试验线段频谱曲线的极小值包络线与无限长实际线路无线电干扰频谱曲线的差值矩阵曲线；得到频谱测试曲线的极小值包络线，并与所述差值矩阵曲线进行计算，得到与试验线段试验相同激发函数的实际线路无线电干扰频谱曲线。本发明专利技术有效减少外界干扰对结果的影响，使频谱测试曲线的极小值包络线和实际测试曲线极小值实现很好的吻合效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力领域中由输电线路电晕引起的无线电干扰预测方法，具体涉及一种实际特高压直流线路无线电干扰的获取方法。
技术介绍
近年来，我国的直流输电技术发展迅速，电压等级已涵盖±400kV、±500kV、±660kV和±800kV，未来还将建设±1100kV直流线路。特高压直流试验线段是研究直流线路电磁环境的重要试验设施。在试验研究方面，短距离试验线路除了具有良好的经济性之外，往往能得到比长距离试验线路更多有效的数据，原因是长距离试验线路不同位置处的天气、地形、导线弧垂、周围环境等可能会有较大变化，这些因素均会对导线表面的电晕放电产生影响，而电磁环境测试数据难以说明各个因素的影响程度。试验线段的线型、结构、电压等级都尽量与实际线路保持一致，主要差别为线路长度和终端负载，这将导致试验线段和实际线路上的无线电干扰存在较大差异。试验线段上的无线电干扰频谱曲线振荡明显，而实际线路上的无线电干扰频谱曲线比较平滑。试验线段曲线的振荡主要由有限长线路端部负载的反射引起。由电晕放电产生的多个电晕电流注入线路的时间是随机的，端部反射对线路电晕电流的影响程度与频率、线路长度、端部连接的负载特性以及线路参数密切相关，在不同长度、不同端部负载的试验线段上测量的无线电干扰数据也无法直接比较。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种实际特高压直流线路无线电干扰的获取方法，本专利技术有效减少外界干扰对结果的影响，使频谱测试曲线的极小值包络线和实际测试曲线极小值实现很好的吻合效果。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：一种实际特高压直流线路无线电干扰的获取方法，所述方法包括如下步骤：(1)根据高压直流试验线段上产生无线电干扰的导线数量，测量得到多个位置处的无线电干扰频谱测试曲线；(2)假定导线的无线电干扰产生量在各个频率上为恒定的数值，计算得出直流试验线段和无限长线路的无线电干扰频谱曲线，确定试验线段频谱曲线的极小值包络线与无限长实际线路无线电干扰频谱曲线的差值矩阵曲线；(3)在所述无线电干扰频谱测试曲线上选取极小值进行曲线拟合，得到频谱测试曲线的极小值包络线，并与所述差值矩阵曲线进行计算，得到与试验线段试验相同激发函数的实际线路无线电干扰频谱曲线。优选的，所述步骤(1)中，所述无线电干扰频谱测试曲线的测试位置的数量大于等于有效产生无线电干扰的导线数量，并且位于地面上与试验线段垂直的一条直线上。优选的，所述步骤(2)包括如下步骤：步骤2-1、考虑单个电晕源在有限长试验线段上的传播和在端部阻抗上的反射，计算单个电晕源产生的无线电干扰；步骤2-2、考虑多个均匀分布的随机电晕源的共同作用效果，假定各导线无线电干扰产生量在各个频率上为恒定的数值，计算试验线段和无限长线路的无线电干扰频谱曲线；步骤2-3、假定任意固定的无线电干扰激发函数，分别计算试验线段和无限长线路的无线电干扰电场，将试验线段频谱计算曲线的极小值或部分极小值进行拟合得出包络线，与无限长线路的无线电干扰频谱计算曲线对比确定差值矩阵曲线。优选的，所述步骤2-1包括如下步骤：步骤2-1-1、假定一个由地面上方n根导线组成的线路，如定义线路走向为x轴，垂直于线路的水平方向为y轴，垂直于地面的方向为z轴，单个电晕电流I0从x1点注入时线路端部的电压向量表达式为V(-L/2)V(L/2)=14πϵ0(U+P1)00(U+P2)-P1eΓ′LeΓ′L-P2-1eΓ′(x1+L/2)ZcCI0eΓ′(L/2-x1)ZcCI0---(1)]]>式中，P1和P2为线路两端的反射系数矩阵，U为n×n阶单位矩阵，Γ′是多导线输电线路的传输矩阵，L为线路长度，Zc为线路的特征阻抗矩阵，C为线路单位长度电容，ε0为真空电容率，x1为注入点位置；步骤2-1-2、计算多导线输电线上任意点处的电流向量表达式为：I(x)=Zc-1[e-Γ′(x+L/2)P1-eΓ′(x+L/2)](U+P1)-1V(-L/2),x<x1---(2)]]>I(x)=Zc-1[eΓ′(L/2-x)-e-Γ′(L/2-x)P2](U+P2)-1V(L/2),x>x1---(3)]]>将式(1)带入(2)、(3)，电流向量简记为I(x)＝G(x1,x)I0x1＜x(4)I(x)＝G′(x1,x)I0x1＞x(5)地面上方固定高度z0、垂直于导线的一条直线上，n个点的坐标记为(x,yi,z0)，各个点的无线电干扰电场向量为[Ex(x,yi)]n=Z0KI(x)=Z0KG(x1,x)I0x1<xZ0KG′(x1,x)I0x1>x---(6)]]>其中，Z0≈377Ω，K中元素的表达式为Kij=12π·[hj-z0(hj-z0)2+(y0j-yi)2+hj+z0+2p(hj+z0+2p)2+(y0j-yi)2],i,j=1,2,...,n]]>其中，hj是导线j到地面的距离，y0j是导线j中心点的y坐标，j＝1,2,…,n，p为磁场穿透深度，ρ0为大地电阻率，μ0为真空磁导率，f为频率；[Ex(x,yi)]n表达式简记为[Ex(x,yi)]n＝Q(x1,x)I0x1＜x(7)[Ex(x,yi)]n＝Q′(x1,x)I0x1＞x(8)优选的，所述步骤2-2包括如下步骤：步骤2-2-1、当线路上均匀注入电晕源时，无线电干扰电场为[|Ex(x,yi)|2]n×1=[∫-L/2x|qij|2dx1+∫xL/2|qij′|2dx1]n×n·[Γi2]n×1,i,j=1,2,...n---(9)]]>其中，qij是矩阵Q(x1,xi)中的第j个元素，q′ij是矩阵Q′(x1,xi)中的第j个元素，i＝1,2,…n，Γi为导线i的无线电干扰激发函数，单位为A/m1/2；步骤2-2-2、当多导线输电线路趋于无限长时，设L尽量大，由式(9)计算得到线路中点的无线电干扰电场；步骤2-2-3、由式(9)计算得出无线电干扰电场[|Ex(x,yi)|]n×1后，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实际特高压直流线路无线电干扰的获取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)根据高压直流试验线段上产生无线电干扰的导线数量，测量得到多个位置处的无线电干扰频谱测试曲线；(2)假定导线的无线电干扰产生量在各个频率上为恒定的数值，计算得出直流试验线段和无限长线路的无线电干扰频谱曲线，确定试验线段频谱曲线的极小值包络线与无限长实际线路无线电干扰频谱曲线的差值矩阵曲线；(3)在所述无线电干扰频谱测试曲线上选取极小值进行曲线拟合，得到频谱测试曲线的极小值包络线，并与所述差值矩阵曲线进行计算，得到与试验线段试验相同激发函数的实际线路无线电干扰频谱曲线。

【技术特征摘要】
1.一种实际特高压直流线路无线电干扰的获取方法，其特征在于，所述方法包括如下
步骤：
(1)根据高压直流试验线段上产生无线电干扰的导线数量，测量得到多个位置处的无
线电干扰频谱测试曲线；
(2)假定导线的无线电干扰产生量在各个频率上为恒定的数值，计算得出直流试验线
段和无限长线路的无线电干扰频谱曲线，确定试验线段频谱曲线的极小值包络线与无限长
实际线路无线电干扰频谱曲线的差值矩阵曲线；
(3)在所述无线电干扰频谱测试曲线上选取极小值进行曲线拟合，得到频谱测试曲线
的极小值包络线，并与所述差值矩阵曲线进行计算，得到与试验线段试验相同激发函数的
实际线路无线电干扰频谱曲线。
2.根据权利要求1所述获取方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述无线电干扰频谱测
试曲线的测试位置的数量大于等于有效产生无线电干扰的导线数量，并且位于地面上与试
验线段垂直的一条直线上。
3.根据权利要求1所述获取方法，其特征在于，所述步骤(2)包括如下步骤：
步骤2-1、考虑单个电晕源在有限长试验线段上的传播和在端部阻抗上的反射，计算单
个电晕源产生的无线电干扰；
步骤2-2、考虑多个均匀分布的随机电晕源的共同作用效果，假定各导线无线电干扰产
生量在各个频率上为恒定的数值，计算试验线段和无限长线路的无线电干扰频谱曲线；
步骤2-3、假定任意固定的无线电干扰激发函数，分别计算试验线段和无限长线路的无
线电干扰电场，将试验线段频谱计算曲线的极小值或部分极小值进行拟合得出包络线，与
无限长线路的无线电干扰频谱计算曲线对比确定差值矩阵曲线。
4.根据权利要求3所述获取方法，其特征在于，所述步骤2-1包括如下步骤：
步骤2-1-1、假定一个由地面上方n根导线组成的线路，如定义线路走向为x轴，垂直于
线路的水平方向为y轴，垂直于地面的方向为z轴，单个电晕电流I0从x1点注入时线路端部的
电压向量表达式为
V(-L/2)V(L/2)=14πϵ0(U+P1)00(U+P2)-P1eΓ′LeΓ′L-P2-1eΓ′(x1+L/2)ZcCI0eΓ′(L/2-x1)ZcCI0---(1)]]>式中，P1和P2为线路两端的反射系数矩阵，U为n×n阶单位矩阵，Γ′是多导线输电线路
的传输矩阵，L为线路长度，Zc为线路的特征阻抗矩阵，C为线路单位长度电容，ε0为真空电容
率，x1为注入点位置；
步骤2-1-2、计算多导线输电线上任意点处的电流向量表达式为：
I(x)=Zc-1[e-Γ′(x+L/2)P1-eΓ′(x+L/2)](U+P1)-1V(-L/2),x<x1---(2)]]>I(x)=Zc-1[eΓ′(L/2-x)-e-Γ′(L/2-x)P2](U+P2)-1V(L/2),x>x1---(3)]]>将式(1)带入(2)、(3)，电流向量简记为
I(x)＝G(x1,x)I0x1＜x(4)
I(x)＝G′(x1,x)I0x1＞x(5)
地面上方固定高度z0、垂直于导线的一条直线上，n个点的坐标记为(x,yi,z0)，各个点
的无线电干扰电场向量为
[Ex(x,yi)]n=Z0KI(x)=Z0KG(x1,x)I0x1<xZ0KG′(x1,x)I0x1>x---(6)]]>其中，Z0≈377Ω，K中元素的表达式为
Kij=12π·[hj-z0(hj-z0)2+(y0j-yi)2+hj+z0+2p(hj+z0+2p)2+(y0j-yi)2],i,j=1,2,...,n]]>其中，hj是导线j到地面的距离，y0j是导线j中心点的y坐标，j＝1,2,…,n，p为磁场穿透
深度，ρ0为大地电阻率，μ0为真空磁导率，f为频率；
[Ex(x,yi)]n表达式简记为
[Ex(x,yi)]n＝Q(x1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢莉，赵录兴，陆家榆，鞠勇，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11