本發(fā)明涉及高壓輸變電工程電磁兼容領域，并且更具體地，涉及一種交流超高壓和特高壓多回輸電線路無線電干擾計算方法及系統(tǒng)。

背景技術：

隨著我國經濟的飛速發(fā)展，對電力的需求越來越大，而土地資源日趨緊張，輸電走廊的選取日益困難。2009年以來，我國交流1000kV特高壓單回輸電線路和同塔雙回輸電線路先后建成投運，我國電網已進入特高壓電網建設與發(fā)展的新時代。如何在發(fā)展特高壓輸電技術的同時，進一步節(jié)約輸電走廊，成為當今輸電技術領域的一個重要研究課題。

220kV、500kV、750kV等超高壓輸電線路在我國已經廣泛建設和運行，特別是同塔多回輸電線路的廣泛應用，大大節(jié)約了輸電走廊，產生了良好的經濟和社會效益，今后隨著特高壓線路的廣泛建設，在華東地區(qū)等經濟發(fā)達、輸電走廊選取困難地區(qū)可能會出現(xiàn)許多特高壓與超高壓輸電線路同塔架設或平行交叉的情況。而目前隨著社會經濟發(fā)展和人們的環(huán)保意識不斷增強，超/特高壓輸電線路電磁環(huán)境影響受到社會各界廣泛關注，作為電磁環(huán)境的一項重要指標無線電干擾已成為超/特高壓輸電線路導線選型和排列方式確定的重要因素。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種無線電干擾計算方法，用于對交流超高壓和特高壓多回輸電線路無線電干擾進行計算，所述方法包括：

將超高壓和特高壓多回輸電線路分為第一線路組和第二線路組；

分別利用CISPR經驗公式法和CISPR激發(fā)函數(shù)法計算第一線路組的無線電干擾值，其中，利用CISPR經驗公式法計算的無線電干擾值為第一無線電干擾值，利用CISPR激發(fā)函數(shù)法計算的無線電干擾值為第二無線電干擾值；

利用氣象修正因子將第二無線電干擾值轉換為好天氣下的第二無線電干擾值，并與第一無線電干擾值進行比較得到激發(fā)函數(shù)修正因子；

采用CISPR激發(fā)函數(shù)法建立無線電干擾計算模型并分別計算第一線路組和第二線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)，并利用激發(fā)函數(shù)修正因子對第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)進行修正；

利用上述修正的第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)和第二線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)計算大雨條件下總的無線電干擾值，并利用氣象修正因子進行修正得到好天氣下線路總的無線電干擾值。

優(yōu)選地，其中按照分裂導線數(shù)對輸電線路進行分組，所述第一線路組的分裂導線數(shù)不大于4，所述第二線路在的分裂導線數(shù)大于4。

優(yōu)選地，其中所述氣象修正因子的閾值為20.5dB。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種無線電干擾計算系統(tǒng)，用于對交流高壓多回輸電線路無線電干擾進行計算，所述系統(tǒng)包括：

線路分組單元，將超高壓和特高壓多回輸電線路分為第一線路組和第二線路組；

第一無線電干擾值計算單元，分別利用CISPR經驗公式法和CISPR激發(fā)函數(shù)法計算第一線路組的無線電干擾值，其中，利用CISPR經驗公式法計算的無線電干擾值為第一無線電干擾值，利用CISPR激發(fā)函數(shù)法計算的無線電干擾值為第二無線電干擾值；

激發(fā)函數(shù)修正因子計算單元，利用氣象修正因子將第二無線電干擾值轉換為好天氣下的第二無線電干擾值，并與第一無線電干擾值進行比較得到激發(fā)函數(shù)修正因子；

無線電干擾計算模型建立單元，采用CISPR激發(fā)函數(shù)法建立無線電干擾計算模型并分別計算第一線路組和第二線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)，并利用激發(fā)函數(shù)修正因子對第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)進行修正；

好天氣下無線電干擾值計算單元，利用上述修正的第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)和第二線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)計算大雨條件下總的無線電干擾值，并利用氣象修正因子進行修正得到好天氣下線路總的無線電干擾值。

優(yōu)選地，其中在線路分組單元按照分裂導線數(shù)對輸電線路進行分組，所述第一線路組的分裂導線數(shù)不大于4，并且所述第二線路在的分裂導線數(shù)大于4。

優(yōu)選地，其中所述氣象修正因子的閾值為20.5dB。

本方面的有益效果在于：

本發(fā)明提出了一種改進型的激發(fā)函數(shù)法，對大于4分裂的線路部分激發(fā)函數(shù)保持不變，而對于不大于4分裂的線路部分采用激發(fā)函數(shù)法與經驗公式之間的差值對激發(fā)函數(shù)進行修正，再一起進行計算匯總獲得總的無線電干擾水平，計算結果完全考慮到超/特高壓線路之間的電磁耦合。克服了單純直接采用激發(fā)函數(shù)法或經驗公式法計算或分別計算后再疊加的不足，可更為準確的獲取了交流超高壓和特高壓同塔多回線路或平行架設的輸電線路無線電干擾水平。

附圖說明

通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實施方式：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方式的計算方法100的流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施方式的導線到測點距離的示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施方式的激發(fā)函數(shù)法計算過程中磁場與電流關系的示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實施方式的一種獲取經驗公式和激發(fā)函數(shù)法差值的示例圖；以及

圖5為根據(jù)本發(fā)明實施方式的計算系統(tǒng)500的結構示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來實施，并且不局限于此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本發(fā)明，并且向所屬技術領域的技術人員充分傳達本發(fā)明的范圍。對于表示在附圖中的示例性實施方式中的術語并不是對本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標記。

除非另有說明，此處使用的術語(包括科技術語)對所屬技術領域的技術人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術語，應當被理解為與其相關領域的語境具有一致的含義，而不應該被理解為理想化的或過于正式的意義。

目前對于輸電線路的無線電干擾計算500kV以下的4分裂導線多采用國際無線電干擾特別委員會CISPR(International Special Committee on Radio Interference，CISPR)經驗公式，計算的直接結果為好天氣下的值，而對750kV、1000kV等4分裂以上導線多采用CISPR激發(fā)函數(shù)法，計算的直接結果為大雨條件下的值。沒有可應用于4分裂上下導線混合架設的超/特高壓同塔多回輸電線路無線電干擾的計算方法。如采用經驗公式和激發(fā)函數(shù)法分別對超/特高壓輸電線路無線電干擾分別計算后再進行疊加，未考慮到超/特高壓線路之間較強的電磁耦合，難以代表輸電線路實際的無線電干擾水平。因此，需要提出一種可以反映相互間電磁耦合的超/特高壓輸電線路無線電干擾計算方法以解決這一難題。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方式的計算方法100的流程圖。如圖1所示，所述計算方法100從步驟101處開始，在步驟101將超高壓和特高壓多回輸電線路分為第一線路組和第二線路組。優(yōu)選地，其中按照分裂導線數(shù)對輸電線路進行分組，所述第一線路組的分裂導線數(shù)不大于4，所述第二線路在的分裂導線數(shù)大于4。分裂導線數(shù)不大于4的線路通常為超高壓線路，分裂導線數(shù)大于4的通常為750kV或特高壓線路。

優(yōu)選地，在步驟102用CISPR經驗公式法計算的無線電干擾值為第一無線電干擾值，利用CISPR激發(fā)函數(shù)法計算的無線電干擾值為第二無線電干擾值。優(yōu)選地，其中所述利用CISPR經驗公式法計算每一相的無線電干擾值的公式為：

其中，E_i為距離第i相導線直接距離D_i處的無線電干擾值，單位為dB/(μV/m)；g_maxi為第i相導線最大表面電位梯度，單位為kV/cm；D_i為第i相導線到參考點處的直接距離，單位為m；r_i為第i相導線子導線半徑，單位為cm。

其中，所述第i相導線到參考點處的直接距離D_i的計算公式為：

其中，x_i為參考點到第i相導線的投影距離，單位為m。

其中，如果某一相的場強值比其余兩相至少大3dB，則三相線路的無線電干擾值為最大的一相的場強值；否則，三相線路的無線電干擾值為：

其中，E_a和E_b分別為三相中兩相較大的場強值，單位為dB/(μV/m)。對于同桿架設的多回路線路，相導線產生的無線電干擾場強按照上述公式計算，然后將各相導線產生的場強幾何相加，得到疊加后的三相的無線電干擾值E_a，E_b和E_c。此時的計算結果為好天氣下的無線電干擾值，頻率為0.5MHz的無線電干擾場強的平均值。其中，好天氣代表了導線干燥時的情況，即指無雨、無雪、無霧的天氣。

激發(fā)函數(shù)法基于試驗線路或電暈籠測量而得的大雨條件下的激發(fā)函數(shù)，通過一定的模量變換，得出各相導線的電暈電流，再獲得這些電流產生的場，即無線電干擾。計算步驟包括：激發(fā)函數(shù)的計算及氣象影響的修正；根據(jù)模傳播原理計算干擾場強的分布。

其中，所述激發(fā)函數(shù)的計算公式為：

Γ_大雨＝70-(585/g_max)+35lg(d)-10lg(n),

其中，Г為激發(fā)函數(shù)；g_max為子導線最大表面電位梯度有效值，單位為kV/cm；d為子導線的直徑，單位為cm；n為分裂導線數(shù)。

由激發(fā)函數(shù)可求出導線中的電暈脈沖電流i₀，而這種電流是產生干擾場強的來源，其中電暈脈沖電流i₀的計算公式為：

其中，C為導線電容矩陣；Γ為激發(fā)函數(shù)。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施方式的導線到測點距離的示意圖。如圖2所示，載流導體周圍存在磁場H，高頻電場和磁場存在一定的關系，磁場強度(無線電干擾)與電流的關系為：

其中，h為載流導體的高度，即導線的實際高度或最低高度；y為測點到導線對地投影的水平距離。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施方式的激發(fā)函數(shù)法計算過程中磁場與電流關系的示意圖。如圖3所示，載流導線在對地投影距離y處產生的無線電干擾值為：

其中，p為磁場穿透深度。

第1相導線電暈時，[Γ]＝[Γ,0,0]^T。通過模變換，電暈電流轉換成模電流：

[i0m]＝[N]^-1[i0]，

其中，[N]為模轉換矩陣，[N]^-1[N]＝1，m＝1,2,3；根據(jù)計算，三相導線排列方式不同，[N]的元素有一定差別。

電流注入導線后，由入點向兩邊傳播，向參考點傳播的電流為：

其中，L_m＝α_m+jβ_m為模電流的傳播常數(shù)(α_m和β_m為傳播常數(shù)的實部和虛部)，由[B]＝[Y][Z]的特征值得到，即通過[N]^-1[B][N]把[B]對角化后而得，[Y]和[Z]分別為線路的并聯(lián)導納矩陣和串聯(lián)阻抗矩陣，把計算的模傳播電流反變換成相電流：

[i(x)]＝[N][im(x)]，

將相電流代入上訴無線電干擾值計算公式，即可求出每一相產生的無線電干擾場強E₁(x,y)：

其中，h₁為天線高度；Z_j為第j相導線對地高度；p為磁場穿透深度，m；ρ為土壤電阻率，單位為Ω·m；i_j為第j相導線中電流；y_j為第j相導線對地投影到測點的距離。

其中，三相線路或同塔多回線路疊加方法與不大于4分裂的輸電線路無線電干擾利用CISPR經驗公式的計算方法相同。

此時，計算結果為大雨條件下的頻率為0.5MHz無線電干擾數(shù)值。其中，所述大雨條件為：CISPR認為降雨量超過0.6mm/h就可作為大雨，大雨時的無線電干擾平均水平是最穩(wěn)定且能再現(xiàn)的。

優(yōu)選地，在步驟103利用氣象修正因子將第二無線電干擾值轉換為好天氣下的第二無線電干擾值，并與第一無線電干擾值進行比較得到激發(fā)函數(shù)修正因子。優(yōu)選地，其中所述氣象修正因子的閾值為20.5dB。

CISPR指出：80％時間、具有80％置信度(雙80％)的無線電干擾場強值可由大雨條件下的值減去10-15dB(μV/m)得到，而我國研究表明，好天氣下的50％無線電干擾值可由雙80％值減去6-10dB(μV/m)得到。即對大雨條件到好天氣下無線電干擾的氣象修正因子，實際上為16～25，這個范圍太大。根據(jù)我們對特高壓輸電線路無線電干擾的長期測試結果，采用激發(fā)函數(shù)法計算特高壓線路無線電干擾大雨到好天氣下的氣象修正因子取20.5dB較為合理，因此，這里采用激發(fā)函數(shù)法計算不大于4分裂的輸電線路無線電干擾時，將大雨到好天氣下差值取20.5dB，從而得到好天氣下的無線電干擾。并與經驗公式計算結果進行比較。從而得到二者在評價點處的差值，即激發(fā)函數(shù)修正因子。圖4為根據(jù)本發(fā)明實施方式的一種獲取經驗公式和激發(fā)函數(shù)法差值的示例圖。如圖4所示，此時的激發(fā)函數(shù)修正因子的閾值為：45.55-34.53＝12.02。

這里需要說明的是，若超/特高壓多塔多回線路因為相序布置導致線路中央兩側不完全對稱，左右評價點處無線電干擾不相等，則取左右兩側差值的平均值作為后續(xù)計算的激發(fā)函數(shù)修正因子。

優(yōu)選地，在步驟104采用CISPR激發(fā)函數(shù)法建立無線電干擾計算模型并分別計算第一線路組和第二線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)，并利用激發(fā)函數(shù)修正因子對第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)進行修正。其中，分裂數(shù)不大于4的線路部分采用激發(fā)函數(shù)進行計算時，應再減去剛才得到的激發(fā)函數(shù)修正因子。

優(yōu)選地，在步驟105利用上述修正的第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)和第二線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)計算大雨條件下總的無線電干擾值，并利用氣象修正因子進行修正得到好天氣下總的無線電干擾值。

本發(fā)明對于超/特高壓無線電干擾的計算實際上采用的是一種改進型的激發(fā)函數(shù)法，即對大于4分裂的線路部分激發(fā)函數(shù)保持不變，而對于不大于4分裂的線路部分采用激發(fā)函數(shù)法與經驗公式之間的差值對激發(fā)函數(shù)進行修正，再一起進行計算匯總。計算結果完全考慮到線路之間的相互影響。對于實際的不大于4分裂的輸電線路，直接采用激發(fā)函數(shù)法計算結果一般大于經驗公式計算結果，即本方法對于不大于4分裂的輸電線路部分激發(fā)函數(shù)是采用減一個常數(shù)進行了修正。通常線路評價點處的無線電干擾水平主要由大于4分裂的特高壓線路決定，因此，實際使用本方法時，該常數(shù)可以對每種線路情況都作計算得到，也可以采用典型線路布置得到了一個較為通用的常數(shù)。

圖5為根據(jù)本發(fā)明實施方式的計算系統(tǒng)500的結構示意圖。如圖5所示，所述系統(tǒng)500包括：線路分組單元501、第一無線電干擾值計算單元502、激發(fā)函數(shù)修正因子計算單元503、無線電干擾計算模型建立單元504和好天氣下無線電干擾值計算單元505。優(yōu)選地，在線路分組單元，將超高壓和特高壓多回輸電線路分為第一線路組和第二線路組。

優(yōu)選地，在第一無線電干擾值計算單元502分別利用CISPR經驗公式法和CISPR激發(fā)函數(shù)法計算第一線路組的無線電干擾值，其中，利用CISPR經驗公式法計算的無線電干擾值為第一無線電干擾值，利用CISPR激發(fā)函數(shù)法計算的無線電干擾值為第二無線電干擾值。

優(yōu)選地，在激發(fā)函數(shù)修正因子計算單元503利用氣象修正因子將第二無線電干擾值轉換為好天氣下的第二無線電干擾值，并與第一無線電干擾值進行比較得到激發(fā)函數(shù)修正因子。

優(yōu)選地，在無線電干擾計算模型建立單元504采用CISPR激發(fā)函數(shù)法建立無線電干擾計算模型并分別計算第一線路組和第二線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)，并利用激發(fā)函數(shù)修正因子對第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)進行修正。

優(yōu)選地，在好天氣下無線電干擾值計算單元505利用上述修正的第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)和第二線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)計算大雨條件下總的無線電干擾值，并利用氣象修正因子進行修正得到好天氣下總的無線電干擾值。

已經通過參考少量實施方式描述了本發(fā)明。然而，本領域技術人員所公知的，正如附帶的專利權利要求所限定的，除了本發(fā)明以上公開的其他的實施例等同地落在本發(fā)明的范圍內。

通常地，在權利要求中使用的所有術語都根據(jù)他們在技術領域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個/所述/該[裝置、組件等]”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個實例，除非另外明確地說明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準確的順序運行，除非明確地說明。