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《华北电力大学(北京)》 2011年
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直流输电线路邻近建筑物时合成电场计算方法及其应用研究

罗兆楠  
【摘要】:我国地域辽阔,经济发展和资源分布极不均衡。发展特高压直流输电,有助于实现全国范围内的资源优化配置和能源优化供给。随着我国越来越多直流输电工程的开工建设,直流输电线路势必会经过建筑物、树木和森林植被等复杂环境,而直流输电线路的电场效应对人、植物、设备等的影响也越来越引起人们的关注。论文针对直流输电线路附近存在建筑物、树木和森林植被等复杂环境时的电场效应进行了深入研究,研究成果可以为我国特高压直流输电的设计建造提供参考。 论文首先采用解析法,提出了高压直流输电线路邻近建筑物时合成电场的二维计算方法。通过对实际情况采取一定的假设,将复杂的三维场问题简化为二维场的计算,并依托国家电网公司特高压直流试验基地搭建试验平台,通过试验结果与计算结果的对比,对算法的有效性进行了验证。该方法简单易行,在精度要求不高的情况下便于工程应用。采用该方法对直流输电线路附近存在不同类型建筑物时的合成电场进行了计算。 同样采用解析法,提出了高压直流输电线路合成电场的三维计算方法,并通过试验对算法的有效性进行了验证。该算法可以考虑直流输电线路导线弧垂、直流输电线路附近存在建筑物、地面起伏、直流输电线路跨越森林等复杂环境对合成电场的影响。采用该算法对直流输电线路跨越森林植被时的净空距离进行了研究,并给出净空距离的建议值。 应用之前提出的高压直流输电线路合成电场的三维计算方法,分析了建筑物高度、建筑物长度、建筑物宽度、建筑物与线路之间的距离、线路高度、极导线间距等参数不同时,单回水平排列直流输电线路、单回垂直排列直流输电线路和同塔双回直流输电线路邻近建筑物时合成电场的分布特性,并针对每种情况提出了一定的建议,对以后直流输电线路的建设具有一定的指导意义。 为了更加便于工程应用,提出了直流输电线路邻近建筑物时合成电场的人工神经网络预测模型,该模型预测效果良好,可以对任意参数输入下直流输电线路邻近建筑物时任意位置的合成电场进行计算。
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