[发明专利]一种优化超/特高压输电线路电磁环境的结构设计方法

权利要求书

1.一种优化超/特高压输电线路电磁环境的结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

101、获取超/特高压输电线分裂导线数n1、分裂子导线半径r及分裂圆半径R，并根据公式(1)计算得出每相导线的等效半径R_i；

102、预设第n相、第m相导线的坐标位置分别为(x_n,y_n)、(x_m,y_m)，分别求得第n相导线与第m相导线间的距离以及第n相导线的镜像导线与第m相导线间的距离并代入步骤101中求得的每n相导线的等效半径R_n，根据公式pnn=12πϵ0ln2ynRnpnm=12πϵ0lnLnm′Lnm,pnm=pmn,(m≠n)---(2)]]>求得电位系数p_nn及p_mn，其中ε₀为空气介电常数；

103、获取各相导线的运行电压和相位，构成电位列向量

其中N表示输电线路由N条相导线所组成；

104、在第n相导线中设置模拟电荷根据公式

求得N维电荷密度列向量τ；

105、在圆柱形输电线的边界上设置匹配点，对步骤104中得到的N维模拟电荷密度列向量τ进行校验，如果计算精度达不到要求，则调整模拟电荷的位置及数目，重新计算；

106、设置任意观测点(x,y)，根据公式计算得出观测点与第n相导线的距离l_n和观测点与第n相导线的镜像导线间的距离l'_n，代入步骤104计算出的模拟电荷密度，并根据叠加原理得出观测点(x,y)处场强度分量和E.x=12πϵ0Σn=1Nτ.n(x-xnln2-x-xnln′2)E.y=12πϵ0Σn=1Nτ.n(y-ynln2-y+ynln′2)]]>(4),]]>再求得电场强度有效值E=E.xE.x*+E.yE.y*---(5),]]>其中分别为的共轭；

107、获取大地电阻率ρ_g、电流频率f及第n相电流相量根据公式rn=(x-xn)2+(y-yn)2,rn′=(x-xn)2+(y+yn+α)2]]>计算观测点与第n相导线的距离r_n及其镜像间的距离r'_n，其中(y_n+α)为复镜像深度，为透入深度，根据毕奥-萨伐尔定律以及叠加原理分别求得观测点(x,y)的磁场强度分量和B.x=μ02πΣn=1NI.n(y-ynrn2-y+yn+αrn′2)By.=μ02πΣn=1NI.n(x-xnrn2-x-xnrn′2)---(6),]]>再得出磁感应强度的有效值B=B.xB.x*+B.yB.y*---(7);]]>

108、分别根据步骤106得到的电场强度有效值E及步骤107得到的磁感应强度的有效值B设定适应度函数Fitness=f(E,B)；并根据粒子群优化算法对输电线路各相的坐标位置进行迭代更新，得出最优适应度函数值以及对应的相导线坐标位置。

2.根据权利要求1所述的优化超/特高压输电线路电磁环境的结构设计方法，其特征在于步骤108中的粒子群寻优算法，包括以下步骤：

201、设定适应度函数Fitness=f(E_max,B_max)，其中E_max、B_max分别为最大电场强度有效值和磁感应强度有效值；

202、设置各相输电线坐标位置的取值范围；设定循环迭代次数或最优适应度函数；

203、根据输电线下空间电场强度有效值E及磁感应强度有效值B，并提取E_max和B_max；

204、将本次迭代计算的适应度函数值与历史最佳适应度函数值进行比较，更新历史最佳适应度函数值及最优结构参数；

205、基于粒子群优化算法，对输电线路各相导线的坐标位置进行迭代更新，迭代公式为：

vx,mnt+1=ωvx,mnt+c1rx1t+1(xPbest,mnt-xmnt)+c2rx2t+1(xGbest,nt-xmnt)---(9a)]]>

vy,mnt+1=ωvy,mnt+c1ry1t+1(yPbest,mnt-ymnt)+c2rx2t+1(yGbest,nt-ymnt)---(9b)]]>

xmnt+1=xmnt+vx,mnt+1---(10a)]]>

ymnt+1=ymnt+vy,mnt+1---(10b)]]>

式中：m=1,2,…,M；n=1,2,…,N；ω为速度惯性系数；学习因子c₁和c₂为非负常数，满足c₁+c₂>4；和是服从（0,1）分布的随机数;

206、循环执行步骤203～205，最后输出最优适应度函数值以及对应的相导线坐标位置。