[发明专利]一种考虑风速影响的高海拔地区混合场强的计算方法

权利要求书

1.一种考虑风速影响的高海拔地区混合场强的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：首先，获取高海拔地区交直流线路运行参数和气象参数，应用麦克斯韦电磁场原理得出适用于并行线路空间中空间电荷和空间电位关系的控制方程；

步骤二：再根据运行工况设置模型激励和边界条件；

步骤三：其次，对求解区域进行网格剖分，为简化网格的密度，采用等效导线半径代替分裂导线求解地面电场强度，使用Whitehead改进的适用于直流线路的Peek公式计算起晕场强；

步骤四：计算电晕空间电荷对空间电场分布的影响；

步骤五：引入场增强因子补偿导线表面电场强度；

步骤六：计算步骤五的电场强度与步骤四空间电荷的相互作用；

步骤七：考虑风速时的混合场强计算。

2.根据权利要求1所述的一种考虑风速影响的高海拔地区混合场强的计算方法，其特征在于，所述步骤一应用麦克斯韦电磁场原理得出适用于并行线路空间中空间电荷和空间电位关系的控制方程；包括：交直流并行线路电荷和电位关系的控制方程可由麦克斯韦电磁场原理推导，如下式所示：

J^±＝ρ^±μ^±E±(ρ^±W-D▽ρ^±) (3)

式(1)为泊松方程，V为电势，单位：V；ρ为正负空间电荷密度，单位：C/m³；ε₀为真空电介质常数，8.854×10^-12F/m。式(2)为电流连续性方程，表示空间中电荷密度随时间变化的程度，R为离子复合系数，大约为(1.8-2.2)×10^-12m³/s；J为离子流密度，单位：A/m²；e＝1.602×10^-19C。由式(3)可知离子电流密度受空间电荷密度ρ、离子迁移率μ、电场强度E、风速W和扩散系数D的影响。

3.根据权利要求1所述的一种考虑风速影响的高海拔地区混合场强的计算方法，其特征在于，所述步骤二根据运行工况设置模型激励和边界条件，包括：

(a)模型激励：交流导线电压取相电压，直流线路电压取运行电压；

(b)边界条件：将大地看作无限大的零电位平面、将无限远处的电荷和空间电位看作为零。

4.根据权利要求1所述的一种考虑风速影响的高海拔地区混合场强的计算方法，其特征在于，所述步骤三包括：起晕场强是导线刚好发生电晕时的电场强度值，是计算地面场强和磁场的重要参数，使用Whitehead改进适用于直流线路的Peek公式计算起晕场强：

式(4)中，分别为正极和负极导线起晕场强，单位：kV/cm；m为导线的表面粗糙度系数；δ为空气的相对密度；r为导线半径，单位：cm。

由导线起晕场强，可以根据公式计算得到起晕电压的值：

式(5)中，L为正负极导线之间的极间距，单位：cm。

5.根据权利要求4所述的一种考虑风速影响的高海拔地区混合场强的计算方法，其特征在于，所述导线的表面粗糙度系数m视天气和导线的表面粗糙度，取值为0.3-1；δ为空气的相对密度，是环境气压(p，单位：毫米汞柱，torr)和环境温度(T，单位：℃)的函数，当温度为T＝T₀＝20℃、气压p＝760torr时，δ＝1。