【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输电线路，具体涉及一种高压架空输电线路空间磁场评估方法。
技术介绍
1、高压架空输电线路在线监测是电力设备运维技术关注的重点领域，在实现输电运行数据实时获取的基础上，能够及时发现线路异常情况，是电网安全性和运行效率提升的重要保障，对提高电网运营、规划业务数字化程度有着重要意义。
2、磁感应强度是高压架空输电线路状态监测所需感知的基本参量之一，通过对感知的磁场信息进行处理分析，可以间接反映线路负载电流、风偏、弧垂等高压架空输电线路关键运行状态的变化情况，磁场信息的准确性对高压架空输电线路状态感知评估的正确性具有重要影响。由于不同高压架空输电线路结构及其周围环境差异性较大，不同应用场景对磁敏传感器性能需求存在差异，因此需要对被测磁场典型值及其波动范围进行计算评估，为磁敏传感器测量范围、灵敏度等关键指标的优化设计提供数据支撑，以确保高压架空输电线路状态监测感知数据的准确性。此外，高压架空输电线路空间磁场计算与评估也是电力设计、电磁环评等
关注的重点，科学评估高压输电线路的磁场强度和分布特征，对于降低工程造价，确保生态环境安全具有重要意义。
3、现有高压架空输电线路磁场评估方法主要分为以下方法：一是采用理论或经验公式计算，只适用于可以简化计算的应用场景，在考虑铁塔、线路弧垂、镜像磁场等因素时，计算结果正确性无法保证。二是现场测量方式，利用磁测量装置对空间磁场分布情况进行测量，但该方法实施成本高、效率低，且只适合地面磁场进行测量评估，无法有效指导前期设计。三是有限元仿真计算的方式，该方法为高压架
4、现有的有限元计算模型一般将输电线路视作长直导线，且未考虑高压输电铁塔及其材料等因素。这在地面磁场计算时可以忽略，但是当需要计算导线及高压输电铁塔附近磁场时，不考虑以上因素将对计算结果造成较大影响。此外，现有计算方式需要计算人员具备有限元仿真计算相关知识，需要重复修改参数数据进行反复，有限元相关参数与计算结构不能直接与电力设计需要参数对应，不便于电力行业研究与设计人员应用。
技术实现思路
1、基于现有技术中存在的问题，本专利技术目的在于提供一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，通过具体的磁场计算评估结果，辅助高压架空输电线路状态感知用磁敏传感器优化设计，支撑高压架空输电线磁场精准感知应用。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、第一方面，本申请提供一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，包括以下步骤：
4、(1)建立高压架空输电线路空间磁场有限元计算软件界面；
5、(2)高压架空输电线路及其铁塔有限元建模，包括：铁塔3d模型文件导入，导线模型建模生成；
6、(3)模型自适应网格划分，其中对仿真关注区域进行加密划分；
7、(4)设置边界条件；
8、(5)确定电流取值集合，初始电流取值集合为ia＝{iamin,iamax}，ib＝{ibmin,ibmax}，ic＝{icmin,icmax}；
9、(6)确定三相电流激励，列出并求解有限元计算方程，并进一步计算、记录各仿真关注点磁场值，计算次数系数s加1；
10、(7)判断是否已完成当前所有三相电流激励的计算，若已完成，则进入下一步，若未完成，则返回上一步；
11、(8)判断当前磁场求解计算结果是否满足停止计算条件，若不满足停止计算条件，扩展电流取值集合，返回第(5)步，继续开展下一次磁场迭代求解计算，若满足停止计算条件，则停止计算；
12、(9)针对当前磁场求解计算结果，开展数据统计分析并展示。
13、进一步的，步骤(1)中建立高压架空输电线路空间磁场有限元计算软件界面的功能包括仿真计算参数输入、仿真计算结果展示。
14、进一步的，所述仿真计算参数包括以下数据：
15、1)电气参数：从负荷曲线中统计得到的电流最大值imax、最小值imin；
16、2)结构参数：导线等效线径r、线路档距l、导线悬挂点坐标xh、风偏角θ；
17、3)材料参数：铁塔钢材磁导率μ、导线单位长度重量g、导线水平张力σ；
18、4)求解数据：仿真关注点坐标xc、求解区域最大网格边长l、停止计算误差阈值ε。
19、进一步的，所述仿真计算结果包括以下信息展示：
20、1)单点数据：不同电流激励下各关注点磁感应强度b及其在各坐标轴方向上的分量；
21、2)统计数据：各关注点在不同电流激励下磁感应强度最大值bmax(i)、最小值bmin(i)、平均值bmea(i)，相同电流激励下各关注点中磁感应强度最大值bmax(ia,ib,ic)及其对应坐标、磁感应强度最小值bmin(ia,ib,ic)及其对应坐标、磁感应强度中位值b50(ia,ib,ic)及其对应坐标，相同电流激励下所有关注点磁感应强度平均值bmea(ia,ib,ic)、所有关注点磁感应强度标准方差db(ia,ib,ic)；
22、3)图像数据：指定电流激励下全局磁感应强度三维点云图、通过指定关注点的二维平面云图，其平面法向方向指向坐标轴方向。
23、进一步的，步骤(2)中按照以下方法生成导线模型：
24、1)获取输入的高压架空输电线路三维模型结构参数，包括：输电线路悬挂点坐标xh(xh,yh,zh)、导线单位长度重量g、架空输电线路档距l、导线水平张力σ、导线风偏角θ、导线等效线径r，每条导线共11个结构参数；
25、2)建立通过导线轴向中心的悬链线，其数学方程如下：
26、
27、
28、式中，a为水平张力系数，a＝gl/σ，h为导线两端悬挂高度，h＝zh；
29、3)将悬链线等间隔离散为n个圆心节点，以导线等效线径r为半径，在圆心节点生成导线截面圆，所述导线截面圆法向向量为所述悬链线在圆心节点处的方向导数；
30、4)在每个所述导线截面圆周上等间隔取n个圆周节点，用直线连接相邻所述导线截面圆上的对应圆周节点，所述导线截面圆与连接线所围成的封闭区域即构成所述高压架空输电线路三维模型。
31、进一步的，步骤(3)中按照以下方法对仿真关注区域进行加密划分：
32、1)若仿真关注点坐标为单一点坐标，则以所述仿真关注点坐标为球心，50l为半径，建立球形区域，该区域即为仿真关注区域；其中，l为高压架空输电线路有限元模型中最小结构长度；
33、2)若所述仿真关注点坐标xc包含两点以上坐标xc(1),xc(2),……,xc(n)，则寻找坐标点x0，以如下函数l(x0)为目标函数，在x0∈{minxc,maxxc}范围内，通过随机优化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(1)中建立高压架空输电线路空间磁场有限元计算软件界面的功能包括仿真计算参数输入、仿真计算结果展示。
3.根据权利要求2所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，所述仿真计算参数包括以下数据：
4.根据权利要求2所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，所述仿真计算结果包括以下信息展示：
5.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(2)中按照以下方法生成导线模型：
6.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(3)中按照以下方法对仿真关注区域进行加密划分：
7.根据权利要求6所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，所述随机优化算法为具有广泛搜索能力的优化算法，包括粒子群或遗传优化算法。
8.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评
9.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(6)中按照以下方法确定三相电流激励：
10.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(7)中按照以下方法判断是否已完成当前所有三相电流激励的计算：
11.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(8)中按照以下方法判断是否满足计算停止条件：
12.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(8)中按照以下方法扩展电流取值集合：对任意电流取值集合I，在相邻两元素之间插入相邻两元素的平均值，构成新的电流取值集合。
13.一种计算机程序，其特征在于，所述计算机程序可实现权利要求1～12任意一项所述的方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～12任意一项所述的方法的步骤。
15.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述储存器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～12任意一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(1)中建立高压架空输电线路空间磁场有限元计算软件界面的功能包括仿真计算参数输入、仿真计算结果展示。
3.根据权利要求2所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，所述仿真计算参数包括以下数据：
4.根据权利要求2所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，所述仿真计算结果包括以下信息展示：
5.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(2)中按照以下方法生成导线模型：
6.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(3)中按照以下方法对仿真关注区域进行加密划分：
7.根据权利要求6所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，所述随机优化算法为具有广泛搜索能力的优化算法，包括粒子群或遗传优化算法。
8.根据权利要求1所述的一种高压架空输电线路空间磁场评估方法，其特征在于，步骤(4)中按照以下方法设置边界条件：
9.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗睿希，李福超，郭经红，周一飞，刘苏婕，史强，黄辉，汪佳，王睿晗，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：
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