[发明专利]一种基于分布参数模型的超特高压系统电晕损耗计算方法

摘要

本发明公开了一种基于输电线路分布参数模型计算超/特高压系统电晕损耗的方法。先由长距离交流输电线路的分布参数模型推导出超/特高压长距离交流输电线路的π形等值电路参数计算公式，然后通过精确考虑长线路上的电压分布推导出线路单位长度上的年平均电晕损耗公式，进而通过电晕损耗功率方程求得系统的电晕损耗。此方法求出的电晕损耗值更接近于实际测量值，对超/特高压系统的设计、运行与经济分析具有重大的意义。

主权项

1.一种基于分布参数模型的超特高压系统电晕损耗计算方法，其特征在于：包括如下步骤：S01：基于长距离交流输电线路的分布参数模型推导出超特高压长距离交流输电线路的π形等值电路参数计算公式；S02：通过精确考虑超特高压系统长线路上的电压分布推导出线路单位长度上的年平均电晕损耗公式；S03：基于电晕损耗功率方程进行牛顿‑拉夫逊迭代，进而求出每条线路上的电晕损耗和系统的电晕损耗；所述步骤S01包括：基于超特高压输电线路的特性阻抗：其中：r、x和b分别为输电线路单位长度电阻、电抗和电纳；线路传播常数：其中：α、β分别为衰减系数和相移系数，且α＝|γ|cosθ，β＝|γ|sinθ；精确考虑输电线路的分布参数特性：其中：l为输电线路的长度；令u＝αl，v＝βl，利用双曲函数经过推导和化简，令最终可得超特高压输电线路π形等值电路的参数计算公式：所述步骤S02包括：在超特高压输电线路的长线模型下，已知线路末端电压、电流时，沿线路任意点的电压、电流计算公式：其中：分别表示距线路末端长度为x处的电压、电流；分别为线路末端电压、电流；则超特高压系统中长线路每一点的电压表达式：其中：为线路首端电压；Z为线路的阻抗；B为线路的电纳；单位长度上好天、雪天和雨天的电晕损耗计算公式为：其中：P_f、P_s、P_r分别表示单位长度上好天、雪天和雨天的电晕损耗，单位kw/km；r_eq表示分裂导线等效半径，单位cm；E_M为导线表面最大场强，单位kv/cm；E₀为以皮克公式计算的临界电场强度，单位kv/cm；中相的表面场强为：边相的表面场强为：其中：n为分裂导线根数；r’为导线半径，单位cm；d为分裂间距，单位cm；Dm为几何均距，单位cm；U为实际运行电压，单位kv；K₂＝1.03K₁/1.1；皮克公式表示为：其中：m₁为导线表面粗糙系数；m₂为气象系数；δ为空气的相对密度；如果设一年中好天为T_f，雪天为T_s，雨天为T_r,同时在线路中均匀产生t+1个点，从首端到末端的每点电压依次为U₁、U₂、……、U_t+1，则线路的电晕损耗即为t个小线段电晕损耗的总和，小线段实际运行电压表示为该段首端和末端的平均电压，线路中n、m两点间的小线段单位长度上电晕损耗的年平均值为：其中，U_n、U_m分别为线路中n、m两点的电压；那么线路单位长度上电晕损耗的年平均值为：