交直流特高压线路无线电干扰和可听噪声产生机理及本征特性研究2013年度报告

交、直流特高压输电线路导线电晕放电会产生较强的无线电干扰和可听噪声问题,这已成为交直流输电线路设计和运行中的决定因素之一。基于电磁场理论、气体放电理论、电声学理论,该研究电晕放电产生无线电干扰和可听噪声的机理,进而建立交、直流特高压输电线路电晕放电与无线电干扰和可听噪声的关联特性,最终获得交、直流特高压线路无线电干扰和可听噪声的特性及计算方法。目前已经取得了部分研究成果,初步完成了2013年度预期目标,主要成果包括:(1)基于单点放电、尖板放电、脉冲放电、导线放电等实验模型,初步获得了电晕电流的时域和频域统计特性,开展了电晕电流的传播模型研究,提出了电晕放电初始电流波形的确定方法和无线电干扰的时域建模方法;(2)基于电晕放电可听噪声的近距离测试方法及时域测试技术,获得了单点电晕放电产生的可听噪声的时域波形,分析了声场的传播特性,初步获得了单点放电可听噪声时域波形与电晕放电初始电流时间波形的关联特征;(3)基于电晕放电模型,提出了电晕放电空间电荷运动的数值模拟方法,建立了电晕电流微观分析模型;(4)基于直流特高压电晕笼的大量试验,获得了正、负极性直流导线的可听噪声频谱规律,提出了采用8 k Hz分量法预测可听噪声A声级的方法;(5)研究了特高压直流长试验线路与短试验线段无线电干扰和可听噪声的转换关系,提出了利用短试验线段测量数据估计输电线路无线电干扰和可听噪声的方法;(6)对交流特高压试验示范工程输电线路的无线电干扰进行了长期监测,获得了冬季和夏季无线电干扰的统计特性,通过统计分析,初步获得了特高压交流线路无线电干扰、可听噪声的经验公式。2013年度的研究成果,对后续可听噪声产生机理的研究及可听噪声的预测方法的研究奠定了较好的实验基础,为后续无线电干扰特性及产生机理研究奠定了理论和实验基础。     

500 kV同塔三回交流输电线路电磁环境研究

随着我国经济社会的高速发展,许多地区城镇村庄密集,规划设施众多,线路走廊资源紧张.当常规的一条单回路与一条同塔双回路平行架设时,可采用同塔三回路,以缩小线路走廊、降低工程造价、减小对环境的影响.为合理选择500kV同塔三回交流输电线路的杆塔结构及导线布置,从相序排列、塔头布置、导线高度三方面对电磁环境进行分析,结果表明:相邻回路逆相序排列时工频电磁场小于同相序排列时,三回路均同相序排列时则最大,无线电干扰和可听噪声反之,工频电场是控制性因素,推荐相邻回路采用逆相序排列;门型塔的电磁环境指标较差且走廊宽度较大,猫型塔和酒杯型塔的电磁环境指标接近,推荐走廊宽度较小的猫型塔布置;无线电干扰随导线高度的增大呈先升后降的趋势,其它指标均随导线高度的增大而减少,选择相序排列Ⅰ回ABC-Ⅱ回ABC-Ⅲ回CBA的猫型塔布置后,导线最小对地高度不受电磁环境的制约,按规范执行即可.     

高压交直流同塔输电线路无线电干扰与可听噪声的计算

为了寻求一种适合交直流同塔架设线路的无线电干扰与可听噪声计算方法,从理论上分析了混合线路表面场强的特点,利用线性叠加原理求出混合线路表面场强,并结合晴天和雨天对交流和直流线路电晕程度的不同影响,提出在同一种天气状况下计算交直流线路无线电干扰与可听噪声。用3种计算无线电干扰与可听噪声的方法,分晴天和雨天情况进行计算比较,结果表明3种方法中 BPA 修正公式计算值最大,该方法可视为目前计算交直流同塔线路无线电干扰与可听噪声的有效方法。     

基于BP神经网络的交流输电线路可听噪声预测模型

可听噪声属于输电线路电磁环境的影响因子之一,其常规预测模型均存在使用条件受约束或预测误差偏大的问题.根据间接预测法的思想,以可听噪声通用表达式中的4个因素为输入变量,可听噪声值为输出变量,建立了三层结构的BP神经网络交流输电线路可听噪声预测模型.以国外多条输电线路可听噪声数据为样本,通过BP神经网络对样本进行训练,运用得到的模型对预测集线路的可听噪声值进行了预测.结果表明,与常规GE公式相比,采用BP神经网络预测模型的预测平均绝对误差要小1.641 4 d B(A).     

多回高压输电线路产生的无线电干扰分析

我们对本地的一处工业园区进行了规划与设计,这个园区即将建设220kv四分裂导线和110kv单导线一起构成的10回高压输电线路。为了分析与研究此处的高压线路对工业园区的电磁环境有何影响以及所影响的程度,不尽陈述高压输电线路是由于电晕而产生了无线电干扰引起的,而且我们还分析了两种不同情况下的无线电干扰水平。一是采用220kv四分裂导线,二是220kv不用分裂导线的情况。通过这些,我们估计出这个10回的输电线路所产生的无线电干扰水平。结果显示：这一高压线路所产生的无线电干扰水平是符合国家所规定的相应标准要求。     

UHVDC输电线路可听噪声的探析

介绍UHVDC输电线路可听噪声产生的原因及特性,不同的气候条件、分裂导线数、分裂间距、导线截面积、海拔等对可听噪声的影响,可听噪声的计算方法.对投运后的±800 kV复奉UHVDC输电线路现场可听噪声进行分析,提出相应的防范建议,为今后UHVDC输电线路设计、运维提供现场运行资料.     

输电线路电磁环境研究进展

随着电力能源领域的快速发展,不断扩大的电网规模和不断提高的电压等级对输电线路提出了全新要求,同时输电线路在运行中产生的电磁环境问题也越来越受到关注．针对工频电磁场理论、无线电干扰以及计算方法等相关问题,科研人员已做了大量研究并取得一系列成果．为进一步探讨输电线路的电磁环境问题,对已有研究成果进行了系统的分类与分析,评析了相关问题的研究现状,介绍了其改善措施,并对当前亟待解决的问题进行了讨论,拟为输电线路电磁环境的进一步研究提供相关参考．     

基于AHP的可听噪声影响因素权值分析

影响超高压输电线路可听噪声的因素众多,对影响可听噪声的因素进行合理分析,确定其对可听噪声影响的权重是进行可听噪声预测和合理有效降低可听噪声的前提.运用层次分析法(Analytic Hierarchy Process AHP)对影响可听噪声的主要因素进行了加权分析,以定量的形式确定影响因素的相对重要度.结果表明,应用层次分析法确定的可听噪声影响因素权重符合实际,准确性较高,为可听噪声选择主要影响因素用于预测及有效降低可听噪声提供参考依据.     

基于弧垂效应的特高压线路无线电干扰研究

在电力需求日益增加而能源资源及负荷分布极不均衡的国情下,对特高压输电技术的深入研究和完善刻不容缓,其中特高压输电线路无线电干扰水平的准确评估和控制极为关键.目前特高压交流线路无线电干扰研究方法中使用较普遍的是激发函数法,该文采用一种更适合我国国情的激发函数对特高压线路无线电干扰进行研究,在2维模型的基础上用考虑弧垂的等效分析法进行了算例仿真,并与已运行的1 000 kV晋东南-南阳-荆门特高压交流示范工程线路无线电干扰实测数据进行对比,发现考虑弧垂的等效分析法更适用于实际工程,说明了实际特高压线路工程无线电干扰预测中考虑弧垂的必要性.最后分析了无线电干扰影响因素并提出了相应的减弱干扰措施,可为国家特高压输电线路以及杆塔的设计选型提供重要参考.     

分析220kV输电线路对环境中的影响与防治措施

本文以城区220kV高压输电线路工程为例，分析线路产生的噪声污染、电磁影响、无线电干扰等因素对自然环境与人类活动的影响，提出了相应的措施。     

220kV输电线路在环境中的探讨

本文以城区220kV高压输电线路工程为例，分析线路产生的噪声污染、电磁影响、无线电干扰等因素对自然环境与人类活动的影响，提出了相应的措施。     

高压输变电工程的电磁环境安全问题研究

本文作者着重对电网高压输变电设施的电磁环境特性、高压输变电设施与电磁辐射、高压输变电设施与工频电磁场、高压输变电设施与无线电干扰、我国输电线路与民房距离的规定、电网高压输变电设施工频电、磁场和无线电干扰的实测结果等进行了阐述。     

特高压交流输电线路的无线电干扰研究

电力行业是保障民生最基础最重要的行业,已经为我国经济发展做出了重大贡献。输电系统作为电力行业的重要组成部分,一直是电力行业研究的重要课题。特高压交流输电线路在输电的过程中会产生各种干扰,电晕放电引起的无线电干扰已经是交流输电设计优化需要考虑的重要内容,该文在此基础上就特高压交流输电线路的无线电干扰进行了研究,从而更地好促进我国电力企业的发展。     

某核电厂建设前期电磁环境监测分析

该文对某拟建核电厂厂址及其周围环境敏感目标的电磁辐射现状进行了监测,为厂址区域工作人员及公众所接受的电磁辐射照射水平、无线电干扰影响等环境影响收集本底数据。监测结果显示:核电厂拟建开关站、一期出线线路走廊周围以及核电厂周围的工频电磁环境现状良好、无线电噪声现状水平较低。核电厂周围区域的电磁辐射现状水平较低,电磁环境状况良好。     

根据经济电流密度选择导线截面的研究

对于输电系统,节约能源是十分必要的。以往的架空输电线路导线截面一般按经济电流密度选择,根据电晕、电磁环境和可听噪声等约束进行校核,但是由于技术、经济等因素的巨大变化,国民经济体系中的能源价格不断发生变化,过早的技术规范已经无法适用。根据国民经济发展的实际情况,优选导线截面,有利于输电系统节能降耗。深入研究了输电导线经济电流密度计算方法,提出通过简单计算选择导线截面的方法,并以冀东油田110kV第二建设工程电缆截面选择为例进行了检验。结果表明,按电流密度选择的导线截面并不合理,而按经济电流计算选择的导线截面能耗最小。     

一种非对称输电线路参数的在线测量方法

针对输电线路参数在线测量方法存在不能对线路导纳参数及非对称输电线路参数进行测量的问题,提出了一种基于输电线路∏型模型的非对称输电线路参数在线测量新方法。该方法首先根据三相非对称输电线路的∏型模型,建立起线路参数计算的电路方程,然后针对该线路参数计算方程的欠定性,提出了一种独特的欠定方程求解方法。该方法通过对输电线路两端电压和电流进行多次测量,建立求解线路导纳参数的超定方程,应用复数域内的最小二乘法,推导出导纳参数的计算公式,并利用导纳参数,推导出线路阻抗参数计算公式。仿真结果表明,线路零序阻抗及导纳模误差分别为-0.011%、-0.119%,正序阻抗及导纳模误差分别为-0.005 1%、0.064%,远小于实际工程误差要求。该方法不仅可以求得输电线路的阻抗与导纳参数,以及线路的正序、负序、零序以及各序间的耦合参数,解决了线路参数在线测量法不能求解导纳及非对称线路参数的问题,还具有很高的计算精度,可为三相非对称输电线路参数的在线测量提供理论依据。     

云广±800 kV特高压直流线路通信干扰计算

为了分析直流输电线路对通信干扰的影响,提出了一种准确计算直流输电线路对电信回路电磁干扰影响的方法.首次将交直流基波和谐波潮流统一算法应用于通信线路干扰计算中,在考虑了直流输电线路分布参数的情况下,进行了各种运行方式下直流输电线路的谐波电流和电压的计算,发现交流母线基波电压相位差对谐波电流计算有着不可忽略的影响.同时,利用线路的具体结构进行了通信干扰计算所需的各种参数的计算.在此基础上,根据不同运行方式分别计算了直流线路谐波电流正序、零序分量通过感性耦合引起的通信干扰,给出了云广直流线路在不同接近距离时通信回路上的等效干扰电压.提出的方法对正确地计算通信干扰有现实的意义.     

云广±800kV特高压直流线路通信干扰计算

为了分析直流输电线路对通信干扰的影响,提出了一种准确计算直流输电线路对电信回路电磁干扰影响的方法．首次将交直流基波和谐波潮流统一算法应用于通信线路干扰计算中,在考虑了直流输电线路分布参数的情况下,进行了各种运行方式下直流输电线路的谐波电流和电压的计算,发现交流母线基波电压相位差对谐波电流计算有着不可忽略的影响．同时,利用线路的具体结构进行了通信干扰计算所需的各种参数的计算．在此基础上,根据不同运行方式分别计算了直流线路谐波电流正序、零序分量通过感性耦合引起的通信干扰．给出了云广直流线路在不同接近距离时通信回路上的等效干扰电压．提出的方法对正确地计算通信干扰有现实的意义．     

适用于输电线路暂态分析的频率相关模型

为提高电力系统电磁暂态计算精度,输电线路元件模拟常用分布参数,电磁暂态仿真软件中,也有与之匹配的输电线路频率相关模型。为验证ATP与PSCAD中该模型的精确度,提出一种时域仿真反推算输电线路衰减系数的方法,通过卡尔松公式计算输电线路理论衰减系数;分别建立输电线路电磁暂态仿真模型,使系统在某一频率下进行暂态仿真直至稳态,分析线路中点与末端电压波形,利用稳态参数反推算其衰减系数,比较在不同频率下与理论计算所得衰减系数的误差;通过对比输电线路参数理论计算值与仿真计算值,分析误差产生的原因。结果表明：输电线路暂态过程中,高频下的衰减系数远大于工频。随着频率的升高,输电线路参数正序、零序的衰减系数都逐渐增大,且零序表现的更为明显,在频率为50 000 Hz时,其衰减系数可达到工频时的17倍;比较理论与仿真计算结果,ATP中的频率相关模型参数计算比较精确,50 000 Hz时计算出衰减系数误差为0.66%,PSCAD中衰减系数误差较为明显,50 000 Hz时计算出衰减系数误差为3.41%,且随着频率的增大,衰减系数误差也越来越大。究其原因,PSCAD中线路参数计算得到的电阻值偏大,其与程序中求解...     

特高压直流电晕电流信号分析与处理软件的设计与实现

特高压直流输电线路的局部放电会导致导线上出现电晕电流,造成电能损失和电磁环境干扰等问题。为了实现对具有复杂噪声成分的超长电晕电流信号的分析,满足实测电晕电流信号分析与处理的客观需求,在MATLAB软件平台下,设计并开发了电晕电流信号分析和处理软件,完成电晕电流信号的存取、显示、分析和处理;通过配置不同的参数,实现电晕电流信号中多种噪声的有效滤除和趋势成分的高效提取。开发的软件界面简洁、操作性强,可以高效地分析电晕电流信号,可视化显示分析结果,测试结果验证了所述软件开发方法的有效性和实用性。