[发明专利]基于有限元理论的多直流落点条件下直流偏磁抑制方法

摘要

一种基于有限元理论的多直流落点条件下直流偏磁抑制方法，属直流电场领域。其用有限元分析的方法对直流电流场进行计算，通过计算指定土壤网格的径向电阻，获得其幅向电阻，得到指定方向上的电压和电流分布趋势，确定不同直流落点下的电流场，采用CDEGS软件作为验证手段；其所得到的对应多个方向电流分布曲线，作为后续步骤中采用相对应直流偏磁抑制方案的技术依据。可分别形成针对不同输电系统的偏磁电流计算子模型，拓展了直流偏磁研究和直流偏磁抑制方案的覆盖范围，并大大提高了仿真计算效率。可广泛用于超特高压直流输电线路的设计、运行和管理领域。

主权项

一种基于有限元理论的多直流落点条件下直流偏磁抑制方法，包括对指定区域的土壤电阻进行计算，根据计算结果采用相对应的直流偏磁抑制方案，实现针对整个电网直流入地电流的有效分散，使得变电站直流电流得到有效的均衡和抑制，其特征是对所述指定区域土壤电阻的计算，包括下列步骤：A、建立所指定区域的三维土壤电阻网络实体模型；B、对该直流落点/直流接地极的三维土壤电阻网络实体模型进行网格化，对网格化后得到的各个模型单元进行赋值，所述的赋值包括对各个模型单元的单元定义及材料属性添加；C、对网格化后的三维土壤电阻网络模型进行模型改进及剖分；D、确定模型单元的载荷及边界条件；E、利用有限元分析的方法，采用共轭梯度法对模型进行求解；F、进行计算结果的后处理，提取划分结构中某一土壤网格中所有剖分单元的电流密度Jk和电位Vk，并求取电流密度总和及平均电位；计算在不同直流落点/直流接地极注入电流时的土壤电位及电流分布；G、应用利用电力系统接地分析软件计算的土壤电位分布结果，对所述的有限元分析计算结果进行比对/校核；H、如果有限元分析计算得到的电位分布结果通过了电力系统接地分析软件的校核，进行下一步骤，否则返回第C步骤，重新进行模型的改进及剖分；J、根据所述F步骤所得到的土壤电位及电流分布情况，计算所述土壤电阻网络的径向电阻Rr和幅向电阻Rθ，并计算出了每一网格的径向电阻和幅向电压，得到某个指定方向上的电压和电流分布趋势；K、将地上运行电力网络抽象成直流电阻网络，并通过主变接地点与土壤电阻网络耦合，形成直流偏磁仿真计算直流电阻网络，作为后续步骤采用相对应直流偏磁抑制方案的技术依据。