一种基于时域有限元求解计算直流合成电场的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于时域有限元求解计算直流合成电场的方法及系统，属于超/特高压直流线路地面合成电场计算技术领域。本发明专利技术方法，包括：根据导线表面电场强度判断导线是否起晕；通过时域有限元法求解相邻时间步长电荷浓度相对误差确定导线电荷浓度分布是否稳定；采用预估修正法对高压直流线路正、负导线表面电荷浓度进行修正；根据时域有限元法计算正、负电荷在各时刻全场域的电荷浓度及高压直流线路合成场电场分布。本发明专利技术可以用来模拟直流输电线路电晕后的正负离子发生、扩散和稳定的各种情形，可以直接求解对流扩散方程，使其更接近离子运动本质，并且在各个计算时间点，都可以计算出全场域的离子分布以及合成电场分布。布。布。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时域有限元求解计算直流合成电场的方法及系统


[0001]本专利技术涉及超/特高压直流线路地面合成电场计算
，并且更具体地，涉及一种基于时域有限元求解计算直流合成电场的方法及系统。

技术介绍

[0002]我国发电资源分布与用电负荷发展不平衡，特高压直流输电线路特别适合长距离大功率输电的特点决定了其一定会在我国的能源优化配置中发挥重要作用，我国目前已建成并投入运行了多条
±
800kV特高压直流输电线路，准确预测合成电场对线路设计、输电走廊选取以及环评监测具有重要意义。
[0003]直流输电线路电晕的基本方程在忽略离子扩散后，正负离子速度矢量可以表示为：
[0004]v
+
＝K
+
E
s
+w
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0005]v
‑
＝
‑
K
‑
E
s
+w
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时域有限元求解计算直流合成电场的方法，所述方法包括：建立高压直流线路的标称电场计算模型，根据计算模型确定高压直流线路的导线表面电场强度，并根据导线表面电场强度判断导线是否起晕；当导线电晕后，预估正/负导线表面的电荷浓度初值，利用时域有限元法求解对流扩散方程中的离子分布，通过相邻时间步的场域电荷浓度相对误差判断场域电荷浓度分布是否稳定；若场域电荷浓度分布稳定，求解此时的正/负导线表面电场强度值，确定正/负导线表面的电场强度与正/负导线的起晕电场强度相对误差，若相对误差大于规定误差，对高压直流线路正/负导线表面电荷浓度初值进行修正，并根据修正的电荷浓度初值重新计算上述误差，直至相对误差小于规定误差，确定此时的正/负导线表面电荷浓度初值；利用确定后的正/负导线表面电荷浓度初值，通过时域有限元计算直流合成电场，所述计算直流合成电场，具体为计算以该正/负导线电荷浓度为初值的各个时刻全场域的电荷浓度及合成电场强度分布情况。2.根据权利要求1所述的方法，所述确定高压直流线路的导线表面电场强度，包括：使用模拟电荷法，在导线中设定模拟电荷，同时在导线表面选取匹配点，并通过镜像法确定高压直流线路正、负导线中的模拟电荷值；根据模拟电荷值，求解导线表面x，y方向电场分量，根据x，y方向电场分量，确定导线表面标称电场幅值；根据peek公式求解起晕电场强度。3.根据权利要求1所述的方法，所述判断导线是否起晕的依据为:导线表面标称电场幅值最大值大于正/负导线表面的起晕电场强度值。4.根据权利要求1所述的方法，所述场域电荷浓度分布是否稳定的判断依据为：场域中相邻时间步的场域电荷浓度最大相对误差小于δ1，取δ1＝0.01。5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐吉来，路遥，干喆渊，王延召，刘兴发，张亮，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：