本發(fā)明涉及高壓輸變電工程電磁兼容領(lǐng)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(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)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(guó)交流1000kV特高壓?jiǎn)位剌旊娋€路和同塔雙回輸電線路先后建成投運(yùn)，我國(guó)電網(wǎng)已進(jìn)入特高壓電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的新時(shí)代。如何在發(fā)展特高壓輸電技術(shù)的同時(shí)，進(jìn)一步節(jié)約輸電走廊，成為當(dāng)今輸電技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。

220kV、500kV、750kV等超高壓輸電線路在我國(guó)已經(jīng)廣泛建設(shè)和運(yùn)行，特別是同塔多回輸電線路的廣泛應(yīng)用，大大節(jié)約了輸電走廊，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，今后隨著特高壓線路的廣泛建設(shè)，在華東地區(qū)等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、輸電走廊選取困難地區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)許多特高壓與超高壓輸電線路同塔架設(shè)或平行交叉的情況。而目前隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，超/特高壓輸電線路電磁環(huán)境影響受到社會(huì)各界廣泛關(guān)注，作為電磁環(huán)境的一項(xiàng)重要指標(biāo)無線電干擾已成為超/特高壓輸電線路導(dǎo)線選型和排列方式確定的重要因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種無線電干擾計(jì)算方法，用于對(duì)交流超高壓和特高壓多回輸電線路無線電干擾進(jìn)行計(jì)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(jīng)驗(yàn)公式法和CISPR激發(fā)函數(shù)法計(jì)算第一線路組的無線電干擾值，其中，利用CISPR經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)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(jì)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(zhuǎn)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(jìn)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(jì)算模型并分別計(jì)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(duì)第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)進(jìn)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(jì)算大雨條件下總的無線電干擾值，并利用氣象修正因子進(jìn)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(dǎo)線數(shù)對(duì)輸電線路進(jìn)行分組，所述第一線路組的分裂導(dǎo)線數(shù)不大于4，所述第二線路在的分裂導(dǎo)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(gè)方面，提供了一種無線電干擾計(jì)算系統(tǒng)，用于對(duì)交流高壓多回輸電線路無線電干擾進(jìn)行計(jì)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(jì)算單元，分別利用CISPR經(jīng)驗(yàn)公式法和CISPR激發(fā)函數(shù)法計(jì)算第一線路組的無線電干擾值，其中，利用CISPR經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)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(jì)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(jì)算單元，利用氣象修正因子將第二無線電干擾值轉(zhuǎn)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(jìn)行比較得到激發(fā)函數(shù)修正因子；

無線電干擾計(jì)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(jì)算模型并分別計(jì)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(duì)第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)進(jìn)行修正；

好天氣下無線電干擾值計(jì)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(jì)算大雨條件下總的無線電干擾值，并利用氣象修正因子進(jìn)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(dǎo)線數(shù)對(duì)輸電線路進(jìn)行分組，所述第一線路組的分裂導(dǎo)線數(shù)不大于4，并且所述第二線路在的分裂導(dǎo)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(jìn)型的激發(fā)函數(shù)法，對(duì)大于4分裂的線路部分激發(fā)函數(shù)保持不變，而對(duì)于不大于4分裂的線路部分采用激發(fā)函數(shù)法與經(jīng)驗(yàn)公式之間的差值對(duì)激發(fā)函數(shù)進(jìn)行修正，再一起進(jìn)行計(jì)算匯總獲得總的無線電干擾水平，計(jì)算結(jié)果完全考慮到超/特高壓線路之間的電磁耦合?？朔藛渭冎苯硬捎眉ぐl(fā)函數(shù)法或經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算或分別計(jì)算后再疊加的不足，可更為準(zhǔn)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(shè)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(shí)施方式：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的計(jì)算方法100的流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的導(dǎo)線到測(cè)點(diǎn)距離的示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的激發(fā)函數(shù)法計(jì)算過程中磁場(chǎng)與電流關(guān)系的示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一種獲取經(jīng)驗(yàn)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(shí)施方式的計(jì)算系統(tǒng)500的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來實(shí)施，并且不局限于此處描述的實(shí)施例，提供這些實(shí)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(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。對(duì)于表示在附圖中的示例性實(shí)施方式中的術(shù)語并不是對(duì)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(biāo)記。

除非另有說明，此處使用的術(shù)語(包括科技術(shù)語)對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)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(shù)語，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語境具有一致的含義，而不應(yīng)該被理解為理想化的或過于正式的意義。

目前對(duì)于輸電線路的無線電干擾計(jì)算500kV以下的4分裂導(dǎo)線多采用國(guó)際無線電干擾特別委員會(huì)CISPR(International Special Committee on Radio Interference，CISPR)經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算的直接結(jié)果為好天氣下的值，而對(duì)750kV、1000kV等4分裂以上導(dǎo)線多采用CISPR激發(fā)函數(shù)法，計(jì)算的直接結(jié)果為大雨條件下的值。沒有可應(yīng)用于4分裂上下導(dǎo)線混合架設(shè)的超/特高壓同塔多回輸電線路無線電干擾的計(jì)算方法。如采用經(jīng)驗(yàn)公式和激發(fā)函數(shù)法分別對(duì)超/特高壓輸電線路無線電干擾分別計(jì)算后再進(jìn)行疊加，未考慮到超/特高壓線路之間較強(qiáng)的電磁耦合，難以代表輸電線路實(shí)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(jì)算方法以解決這一難題。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的計(jì)算方法100的流程圖。如圖1所示，所述計(jì)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(dǎo)線數(shù)對(duì)輸電線路進(jìn)行分組，所述第一線路組的分裂導(dǎo)線數(shù)不大于4，所述第二線路在的分裂導(dǎo)線數(shù)大于4。分裂導(dǎo)線數(shù)不大于4的線路通常為超高壓線路，分裂導(dǎo)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(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)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(jì)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(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)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(dǎo)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(dǎo)線最大表面電位梯度，單位為kV/cm；D_i為第i相導(dǎo)線到參考點(diǎn)處的直接距離，單位為m；r_i為第i相導(dǎo)線子導(dǎo)線半徑，單位為cm。

其中，所述第i相導(dǎo)線到參考點(diǎn)處的直接距離D_i的計(jì)算公式為：

其中，x_i為參考點(diǎn)到第i相導(dǎo)線的投影距離，單位為m。

其中，如果某一相的場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)值，單位為dB/(μV/m)。對(duì)于同桿架設(shè)的多回路線路，相導(dǎo)線產(chǎn)生的無線電干擾場(chǎng)強(qiáng)按照上述公式計(jì)算，然后將各相導(dǎo)線產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)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(shí)的計(jì)算結(jié)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(chǎng)強(qiáng)的平均值。其中，好天氣代表了導(dǎo)線干燥時(shí)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(yàn)線路或電暈籠測(cè)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(dǎo)線的電暈電流，再獲得這些電流產(chǎn)生的場(chǎng)，即無線電干擾。計(jì)算步驟包括：激發(fā)函數(shù)的計(jì)算及氣象影響的修正；根據(jù)模傳播原理計(jì)算干擾場(chǎng)強(qiáng)的分布。

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

由激發(fā)函數(shù)可求出導(dǎo)線中的電暈脈沖電流i₀，而這種電流是產(chǎn)生干擾場(chǎng)強(qiáng)的來源，其中電暈脈沖電流i₀的計(jì)算公式為：

其中，C為導(dǎo)線電容矩陣；Γ為激發(fā)函數(shù)。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的導(dǎo)線到測(cè)點(diǎn)距離的示意圖。如圖2所示，載流導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)H，高頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在一定的關(guān)系，磁場(chǎng)強(qiáng)度(無線電干擾)與電流的關(guān)系為：

其中，h為載流導(dǎo)體的高度，即導(dǎo)線的實(shí)際高度或最低高度；y為測(cè)點(diǎn)到導(dǎo)線對(duì)地投影的水平距離。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的激發(fā)函數(shù)法計(jì)算過程中磁場(chǎng)與電流關(guān)系的示意圖。如圖3所示，載流導(dǎo)線在對(duì)地投影距離y處產(chǎn)生的無線電干擾值為：

其中，p為磁場(chǎng)穿透深度。

第1相導(dǎo)線電暈時(shí)，[Γ]＝[Γ,0,0]^T。通過模變換，電暈電流轉(zhuǎn)換成模電流：

[i0m]＝[N]^-1[i0]，

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

電流注入導(dǎo)線后，由入點(diǎn)向兩邊傳播，向參考點(diǎn)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(shí)部和虛部)，由[B]＝[Y][Z]的特征值得到，即通過[N]^-1[B][N]把[B]對(duì)角化后而得，[Y]和[Z]分別為線路的并聯(lián)導(dǎo)納矩陣和串聯(lián)阻抗矩陣，把計(jì)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(jì)算公式，即可求出每一相產(chǎn)生的無線電干擾場(chǎng)強(qiáng)E₁(x,y)：

其中，h₁為天線高度；Z_j為第j相導(dǎo)線對(duì)地高度；p為磁場(chǎng)穿透深度，m；ρ為土壤電阻率，單位為Ω·m；i_j為第j相導(dǎo)線中電流；y_j為第j相導(dǎo)線對(duì)地投影到測(cè)點(diǎn)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(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算方法相同。

此時(shí)，計(jì)算結(jié)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(rèn)為降雨量超過0.6mm/h就可作為大雨，大雨時(shí)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(zhuǎn)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(jìn)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(shí)間、具有80％置信度(雙80％)的無線電干擾場(chǎng)強(qiáng)值可由大雨條件下的值減去10-15dB(μV/m)得到，而我國(guó)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(duì)大雨條件到好天氣下無線電干擾的氣象修正因子，實(shí)際上為16～25，這個(gè)范圍太大。根據(jù)我們對(duì)特高壓輸電線路無線電干擾的長(zhǎng)期測(cè)試結(jié)果，采用激發(fā)函數(shù)法計(jì)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(jì)算不大于4分裂的輸電線路無線電干擾時(shí)，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(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。從而得到二者在評(píng)價(jià)點(diǎn)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(shí)施方式的一種獲取經(jīng)驗(yàn)公式和激發(fā)函數(shù)法差值的示例圖。如圖4所示，此時(shí)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?yàn)橄嘈虿贾脤?dǎo)致線路中央兩側(cè)不完全對(duì)稱，左右評(píng)價(jià)點(diǎn)處無線電干擾不相等，則取左右兩側(cè)差值的平均值作為后續(xù)計(jì)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(jì)算模型并分別計(jì)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(duì)第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)進(jìn)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(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)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(jì)算大雨條件下總的無線電干擾值，并利用氣象修正因子進(jìn)行修正得到好天氣下總的無線電干擾值。

本發(fā)明對(duì)于超/特高壓無線電干擾的計(jì)算實(shí)際上采用的是一種改進(jìn)型的激發(fā)函數(shù)法，即對(duì)大于4分裂的線路部分激發(fā)函數(shù)保持不變，而對(duì)于不大于4分裂的線路部分采用激發(fā)函數(shù)法與經(jīng)驗(yàn)公式之間的差值對(duì)激發(fā)函數(shù)進(jìn)行修正，再一起進(jìn)行計(jì)算匯總。計(jì)算結(jié)果完全考慮到線路之間的相互影響。對(duì)于實(shí)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(jì)算結(jié)果一般大于經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果，即本方法對(duì)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(gè)常數(shù)進(jìn)行了修正。通常線路評(píng)價(jià)點(diǎn)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(shí)際使用本方法時(shí)，該常數(shù)可以對(duì)每種線路情況都作計(jì)算得到，也可以采用典型線路布置得到了一個(gè)較為通用的常數(shù)。

圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的計(jì)算系統(tǒng)500的結(jié)構(gòu)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(jì)算單元502、激發(fā)函數(shù)修正因子計(jì)算單元503、無線電干擾計(jì)算模型建立單元504和好天氣下無線電干擾值計(jì)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(jì)算單元502分別利用CISPR經(jīng)驗(yàn)公式法和CISPR激發(fā)函數(shù)法計(jì)算第一線路組的無線電干擾值，其中，利用CISPR經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)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(jì)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(jì)算單元503利用氣象修正因子將第二無線電干擾值轉(zhuǎn)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(jìn)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(jì)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(jì)算模型并分別計(jì)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(duì)第一線路組在大雨條件下的激發(fā)函數(shù)進(jìn)行修正。

優(yōu)選地，在好天氣下無線電干擾值計(jì)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(jì)算大雨條件下總的無線電干擾值，并利用氣象修正因子進(jìn)行修正得到好天氣下總的無線電干擾值。

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

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語都根據(jù)他們?cè)诩夹g(shù)領(lǐng)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(gè)/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(gè)實(shí)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(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說明。