[发明专利]一种分布式输电网络工频电磁场分析方法

说明书

本发明公开了一种分布式输电网络工频电磁场分析方法，属于电磁场技术领域。本发明根据真实的分布式输电网络的节点、环路和环路上的电压电流，构建分布式输电网络模型；再根据真实的分布式输电网络所在的环境构建仿真域模型；进一步仿真计算分布式输电网络在空间中产生的工频电磁场，通过对工频电磁场仿真数据的可视化，来揭示分布式输电网络产生工频电磁场的规律，通过计算电磁场的散度和旋度，进一步揭示了分布式输电网络产生的工频电磁场在不同介质下的传导规律。本发明方法适用于复杂的分布式输电网络的工频电磁场仿真，填补了相关空白技术。

技术领域

本发明属于电磁场技术领域，更具体地，涉及一种分布式输电网络工频电磁场分析方法。

背景技术

由于科学技术的快速发展，电磁技术的应用给人类创造巨大的物质文明，但同时也带来了一个充满人造电磁辐射的环境。随着电力系统的发展，电网规模和容量的增大，电压等级的提高，电网结构更加复杂，电力系统产生的电磁场越来越受到人们的关注。

输电网络会产生周期性变化的工频电磁场，作为电网大动脉的分布式高压输电网络会对其附近空间产生强大的电磁场，形成强大的电磁干扰。输电网络产生的工频电磁场经过介质(如水体、空气、土壤等)的调制衰减会传播到空间中的某一点，该点处的工频电磁场是不同位置分布的输电网络产生工频电场的矢量和。

高压输电线路对环境的影响是多方面的，通常我们所说的高压输电线路电磁环境问题包括以下几问题：工频电磁场的生态效应，工频电磁场带来的电磁干扰等。工频电磁场的生态效应一直是人们关注的焦点。来自国内外的许多流行病学调查报告显示工频电磁场可能对人类免疫功能存在着某种影响，可能与白血病、癌症发病率升高有关系。分布式输电网络带来的电磁干扰主要影响周围居民的无线电广播与电视的收听及收看。

过去，由于我国的输电线路较少，电压等级较低，并绝大多数架设在远离人口稠密区的荒山旷野，所以输电网络的电磁场问题没有引起人们的重视。随着电力工业的发展，再加上经济的发展以及人口增长等社会因素的影响，城市人口和供电负荷都比较集中，高压输电网络产生的电磁辐射作为城市的一种新污染源已愈来愈多受到社会各阶层人士的关注。随着我国西部大开发，西电东送、三峡枢纽电站工程的建设，将还会新建数量庞大的高压输电线路把强大的电力传输到我国中、东部地区和大城市，因此，研究分布式输电网络产生的工频电磁场就显得十分迫切和重要。

现有的高压输电线路的工频电磁场仿真只是针对于单一的输电线路进行数值计算。对于复杂的分布式输电网络的工频电磁场仿真，国内外尚无文献报道。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种分布式输电网络工频电磁场分析方法，其目的在于建立多环路、多节点、多电压的分布式输电网络模型，建立包含水体层和空气层的仿真域模型，仿真计算分布式输电网络在空间中产生的工频电磁场，通过对工频电磁场仿真数据的可视化，来揭示分布式输电网络产生工频电磁场的规律，通过计算电磁场的散度和旋度，进一步揭示了分布式输电网络产生的工频电磁场在不同介质下的传导规律，由此突破现有技术无法对复杂的分布式输电网络的工频电磁场仿真的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种分布式输电网络工频电磁场分析方法，所述方法包括：

(1)根据分布式输电网络的节点、环路和环路上的电压电流，构建分布式输电网络模型；

(2)根据分布式输电网络所在的环境构建仿真域模型；

(3)根据分布式输电网络模型和仿真域模型构建边界条件约束下的分布式输电网络工频电磁场计算模型，通过有限元仿真计算出分布式输电网络在整个仿真域的工频电磁场空间分布；

(4)将工频电磁场空间分布绘制成图的形式，对可视化的图进行分析。

进一步地，所述步骤(1)具体包括：

(11)构建分布式输电网络的节点模型