[发明专利]一种高压直流输电分裂导线的优化布置方法及系统

说明书

本发明公开了一种高压直流输电分裂导线的优化布置方法及系统，高压直流输电使用布置在椭圆形上的分裂导线，椭圆形的长短轴比例以及子导线的布置方法由仿真优化方法确定；优化时须设置不同的椭圆形长短轴比例，计算各模型中每根子导线的表面最大场强，对比分析所有计算模型的导线表面场强计算结果，选择子导线表面场强相互最一致的长短轴比例为最佳长短轴比例；本发明在现有技术的基础上，提供了一种高压直流输电分裂导线的布置方法和优化方法，与通常采用的圆形相比，可在同等条件下降低输电导线的电晕放电程度，从而使得线路周边的电磁环境更优，为更为环保节约型的高压直流线路的线路设计提供技术参考。

技术领域

本发明涉及高压输电线路领域，更具体地，涉及一种高压直流输电分裂导线的优化布置方法及系统。

背景技术

高压电网具备长距离、大容量和低损耗的送电能力，是符合中国国情、适应未来电网发展趋势的输电方式，可以在更大范围内优化我国能源资源配置方式，满足未来我国电力需求持续增长的需要，促进电网与电源协调发展，推动电力技术和电工制造业技术升级，实现电力工业跨越式发展，建设高压电网是实现资源优化配置的重要途径。按照规划，我国能源基地开发逐步西移、北移，新疆煤电和新能源基地、西藏水电基地送到东中部的距离超过3000千米，正在论证的“一带一路”中俄、中欧联网输送距离将超过4000千米。目前，我国已确定±400kV、±500kV、±660kV、±800kV、±1100kV的高压直流等级序列，每一个电压等级所需导线均不同。

高压直流输电时分裂导线表面一般存在弱电晕，当发生电晕放电时，会产生可听噪音、无线电干扰、合成电场和离子流等，对周边环境造成不良影响。影响导线电晕放电的最主要因素是导线表面场强，高压直流输电通常采用分裂导线来降低导线表面场强。分裂导线之间的布置方式一般是分布在圆形上，子导线之间的间距相等，因而布置的结果是所有子导线呈正多边形；各子导线空间位置不同导致对地电容及导线间电容不同，加之各子导线间的相互作用，导致每根子导线的表面场强大小各不相同分布不均，更靠近另一极导线且偏下位置的子导线的表面场强最大，其他子导线的表面场强较小；各子导线的表面场强分布不均，因而，还存在降低分裂导线表面场强的空间。目前国内外大多通过增加导线分裂根数、增大子导线截面的办法来减小导线表面场强来实现降低高压直流线路的合成电场、无线电干扰和可听噪声水平；该方法大大提高了分裂导线的材料成本，同时并未解决子导线的表面场强分布不均的问题。

发明内容

为了解决背景技术存在的需降低分裂导线表面电场强度等问题，本发明提供了一种高压直流输电分裂导线的优化布置方法及系统，所述方法通过优化各子导线的空间位置来改变各子导线间的相互作用，进而优化分裂导线表面场强。

所述一种高压直流输电分裂导线的优化布置方法，将多根导线布置在椭圆形上，所述方法包括：

步骤1，确定椭圆形分裂导线中子导线的根数，设置所述椭圆形分裂导线长短轴比例区间范围，在区间内选定若干个具体长短轴比例数值，所述分裂导线的子导线间的分裂间距相等；

步骤2，根据每个长短轴比例数值分别建立对应的双极异形分裂导线模拟线路的物理模型；

步骤3，根据模型计算每个长短轴比例下的每根子导线的最大表面场强；

步骤4，对比分析每个长短轴比例下的每根子导线的最大表面场强，选择子导线表面场强最一致的长短轴比例为最佳长短轴比例，按照此比例的分裂导线布置方法为最优布置方法；所述选择表面场强最一致的长短轴比例的方法为计算每个长短轴比例下各子导线最大表面场强的最大值与最小值的比值，所述比值最小值对应的长短轴比例即为表面场强最一致的长短轴比例。

进一步的，所述在椭圆形分裂导线长短轴比例区间内选定的长短轴比例数值是等间隔的或不等间隔的；

进一步的，所述椭圆形分裂导线长短轴比例的设置是长轴固定，短轴根据长短轴比例变化；