一种直流感应电压的抑制方法、装置、设备和介质与流程

本发明涉及电压抑制，尤其涉及一种直流感应电压的抑制方法、装置、设备和介质。

背景技术：

1、目前，随着国家用电需求的快速增长和清洁能源发电网络地域差异显著的特点，直流输电线路周围的电磁环境问题愈来愈引起人们的关注。高压输电线路运行后，线路会通过电场感应和磁场感应耦合产生感应电压和感应电流。高压输电线路感应电压和感应电流随输电线路电压等级的升高而显著增强，在不利气象条件下会出现超过国家电磁环境控制标准限值的现象。当高压输电线路表面的电场强度超过空气击穿强度时，导线表面会产生电晕放电和高频脉冲电流，对无线电通信、电视信号传输等电信设施产生强烈干扰。

2、输电线路覆冰导致断线倒塔一直是湖南、广西、云南、贵州等部分地区冬春季节影响电力输送的主要因素。对于直流线路，为了解决线路覆冰问题，通常采用融冰装置接入不带电线路，在不带电线路中通入千安级直流电流，实现融冰。

3、但上述方案，在直流线路起晕情况下，停运线路汇集的离子流会导致线路电位升高，其最大值远远高于直流融冰装置的耐受电压，导致输电安全性降低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种直流感应电压的抑制方法、装置、设备和介质，解决了在直流线路起晕情况下，停运线路汇集的离子流会导致线路电位升高，其最大值远远高于直流融冰装置的耐受电压，导致输电安全性降低的技术问题。

2、本发明第一方面提供了一种直流感应电压的抑制方法，涉及双极直流线路杆塔，所述双极直流线路杆塔包括停运导线和非停运导线，所述方法包括：

3、获取双极直流线路杆塔的几何尺寸数据，按照所述几何尺寸数据构建二维剖分模型，并提取基础数据；

4、计算在预设导线粗糙系数下的起晕场强，并确定边界条件；

5、根据所述基础数据、所述起晕场强和所述边界条件，结合所述二维剖分模型，迭代计算非停运导线对应的节点电荷密度；

6、基于边界场强约束方程，计算停运导线表面的边界法向场强；

7、根据所述节点电荷密度和所述边界法向场强，确定离子流总量；

8、根据所述离子流总量和所述非停运导线的最大允许电压，确定接地电阻的阻值，并将所述停运导线等电位相连后通过所述接地电阻接地。

9、可选地，所述获取双极直流线路杆塔的几何尺寸数据，按照所述几何尺寸数据构建二维剖分模型，并提取基础数据的步骤，包括：

10、获取双极直流线路杆塔的几何尺寸数据；

11、按照所述几何尺寸数据进行建模，得到二维计算模型；

12、采用三角形单元度所述二维计算模型进行场域离散，构建二维剖分模型；

13、从所述二维剖分模型中提取所述非停运导线和所述停运导线所处位置对应的基础数据。

14、可选地，所述计算在预设导线粗糙系数下的起晕场强，并确定边界条件的步骤，包括：

15、采用预设导线粗糙系数代入至peek公式，计算在预设导线粗糙系数下的起晕场强；

16、响应用户输入信息结合模拟电荷法，确定标称场电位；

17、从所述用户输入信息中提取地电位、非停运导线电位和停运导线电位，结合所述标称场电位，确定边界条件。

18、可选地，所述根据所述基础数据、所述起晕场强和所述边界条件，结合所述二维剖分模型，迭代计算非停运导线对应的节点电荷密度的步骤，包括：

19、根据所述二维剖分模型内的单元数量与节点数量，构建有限元离散方程；

20、采用所述基础数据求解所述有限元离散方程，确定各个节点的节点电位；

21、采用所述节点电位结合所述基础数据求解电流连续性模型，确定各个所述节点对应的空间电荷密度；

22、判断所述空间电荷密度是否满足所述起晕场强和所述边界条件；

23、若是，则定位所述非停运线路所处节点，并从所述空间电荷密度中确定所述非停运线路所处节点对应的节点电荷密度。

24、可选地，还包括：

25、若否，则按照预设的试探电位步长调整电位边界；

26、按照所述起晕场强调整导体表面电荷密度；

27、跳转执行所述采用所述基础数据求解所述有限元离散方程，确定各个节点的节点电位的步骤。

28、可选地，所述根据所述节点电荷密度和所述边界法向场强，确定离子流总量的步骤，包括：

29、采用各个节点分别对应的所述节点电荷密度和所述节点法向场强，结合预设离子流密度计算公式，确定各个所述节点分别对应的节点离子流密度；

30、叠加全部所述节点离子流密度，得到单位长度上的离子流密度；

31、计算所述离子流密度和线路全长之间的乘值，得到离子流总量。

32、可选地，所述根据所述离子流总量和所述非停运导线的最大允许电压，确定接地电阻的阻值，并将所述停运导线等电位相连后通过所述接地电阻接地的步骤，包括：

33、计算所述非停运导线的最大允许电压和所述离子流总量之间的比值，得到目标电阻值；

34、计算所述最大允许电压和所述离子流总量之间的乘值，得到长期运行允许功率；

35、选取所述目标电阻值和所述长期运行允许功率对应的接地电阻；

36、将所述停运导线等电位相连后，通过所述接地电阻接地。

37、本发明第二方面提供了一种直流感应电压的抑制装置，涉及双极直流线路杆塔，所述双极直流线路杆塔包括停运导线和非停运导线，所述装置包括：

38、基础数据获取模块，用于获取双极直流线路杆塔的几何尺寸数据，按照所述几何尺寸数据构建二维剖分模型，并提取基础数据；

39、起晕场强计算模块，用于计算在预设导线粗糙系数下的起晕场强，并确定边界条件；

40、电荷密度迭代计算模块，用于根据所述基础数据、所述起晕场强和所述边界条件，结合所述二维剖分模型，迭代计算非停运导线对应的节点电荷密度；

41、边界法向场强确定模块，用于基于边界场强约束方程，计算停运导线表面的边界法向场强；

42、离子流总量确定模块，用于根据所述节点电荷密度和所述边界法向场强，确定离子流总量；

43、电阻接地模块，用于根据所述离子流总量和所述非停运导线的最大允许电压，确定接地电阻的阻值，并将所述停运导线等电位相连后通过所述接地电阻接地。

44、本发明第三方面提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如本发明第一方面任一项所述的直流感应电压的抑制方法的步骤。

45、本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如本发明第一方面任一项所述的直流感应电压的抑制方法。

46、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

47、本发明通过获取双极直流线路杆塔的几何尺寸数据，按照几何尺寸数据构建二维剖分模型，并提取基础数据；计算在预设导线粗糙系数下的起晕场强，并确定边界条件；根据基础数据、起晕场强和边界条件，结合二维剖分模型，迭代计算非停运导线对应的节点电荷密度；基于边界场强约束方程，计算停运导线表面的边界法向场强；根据节点电荷密度和边界法向场强，确定离子流总量；根据离子流总量和非停运导线的最大允许电压，确定接地电阻的阻值，并将非停运导线等电位相连后通过接地电阻接地，从而实现对非停运导线在停运导线上的直流感应电压的抑制，提高输电安全性。