输电线路无线电干扰确定方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及高压输变电工程电磁兼容技术领域，特别是涉及一种输电线路无线电干扰确定方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.高压输电线路通常采用三相导线间隔悬挂在线路杆塔上，导线在输送高压电流时，不可避免地会在各类连接点处产生电晕放电，从而向周围空间辐射高频电磁波，该高频电磁波的频率主要集中在0.15mhz～30mhz，最高可达1ghz，会对相近频段的无线电通信造成影响；另一方面，由电晕放电产生的无线电干扰也是高压输电线路电磁环境的组成部分之一，开展无线电干扰计算对输电技术的发展有着重大的意义。
3.目前，受气象因素、导线运行状况等随机性因素的影响，输电线路无线电干扰的计算往往存在一定的随机性，特别地，当输电线路发生老化断股、严重腐蚀等缺陷时，线路所产生的高频电磁场会发生相应的改变，导致计算结果的准确性较低。因此，准确计算输电线路无线电干扰分布特性对于高压输电线路设计而言是需要考虑的重要技术问题。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本发明提供一种输电线路无线电干扰确定方法、装置、设备及存储介质，通过计算多种条件下的无线电干扰值，能够综合得到更准确的输电线路无线电干扰分布特性。
5.第一方面，本发明提供一种输电线路无线电干扰确定方法，包括：
6.获取输电线路的设计参数和运行参数；
7.根据所述设计参数和所述运行参数，分别计算不同频率下的第一无线电干扰值和不同高度下的第二无线电干扰值；
8.根据所述设计参数和所述运行参数得到输电线路的目标导线，设置所述目标导线中的一点作为圆心，n为半径，得到所述目标导线的外轮廓线；其中，n为非零自然数；
9.计算所述外轮廓线在预设频率下的无线电干扰值，得到第三无线电干扰值；
10.根据所述第一无线电干扰值、所述第二无线电干扰值和所述第三无线电干扰值确定所述输电线路的无线电干扰分布特性。
11.可选的，通过国际无线电干扰特别委员会cispr经验公式法计算所述第一无线电干扰值、所述第二无线电干扰值和所述第三无线电干扰值。
12.可选的，所述无线电干扰分布特性包括：最大无线电干扰值以及无线电干扰衰减特性。
13.可选的，所述根据所述第一无线电干扰值、所述第二无线电干扰值和所述第三无线电干扰值确定所述输电线路的无线电干扰分布特性，具体为：
14.基于所述第一无线电干扰值、所述第二无线电干扰值和所述第三无线电干扰值，分别绘制第一无线电干扰分布曲线、第二无线电干扰分布曲线和第三无线电干扰分布曲
线；
15.根据所述第一无线电干扰分布曲线、所述第二无线电干扰分布曲线和所述第三无线电干扰分布曲线得到所述输电线路的最大无线电干扰值和无线电干扰衰减特性。
16.可选的，所述根据所述设计参数和所述运行参数得到输电线路的目标导线，具体为：
17.基于所述设计参数和所述运行参数确定所述输电线路中每一导线的空间位置；
18.根据各所述导线的空间位置确定所述输电线路的最外侧导线、最高位置导线和最低位置导线。
19.可选的，所述输电线路的设计参数包括：杆塔设计参数和导线设计参数；其中，所述杆塔设计参数包括最大呼高对应的基本荷载、基础作用力设计值、塔头间隙圆图以及塔司令图；所述导线设计参数包括导线和地线的型号、参数、张力以及挂点位置。
20.可选的，所述输电线路的运行参数包括：分裂导线数、导线半径、分裂导线半径和最低相导线高度。
21.第二方面，本发明提供一种输电线路无线电干扰确定装置，包括：
22.获取模块，用于获取输电线路的设计参数和运行参数；
23.第一计算模块，用于根据所述设计参数和所述运行参数，分别计算不同频率下的第一无线电干扰值和不同高度下的第二无线电干扰值；
24.第二计算模块，用于根据所述设计参数和所述运行参数得到输电线路的目标导线，设置所述目标导线中的一点作为圆心，n为半径，得到所述目标导线的外轮廓线；其中，n为非零自然数；计算所述外轮廓线在预设频率下的无线电干扰值，得到第三无线电干扰值；
25.确定模块，用于根据所述第一无线电干扰值、所述第二无线电干扰值和所述第三无线电干扰值确定所述输电线路的无线电干扰分布特性。
26.可选的，所述输电线路无线电干扰确定装置通过国际无线电干扰特别委员会cispr经验公式法计算所述第一无线电干扰值、第二无线电干扰值和第三无线电干扰值。
27.第三方面，本发明提供一种数据处理设备，包括处理器，所述处理器和存储器耦合，所述存储器存储有程序，所述程序由所述处理器执行，使得所述数据处理设备执行第一方面所述的输电线路无线电干扰确定方法。
28.第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面所述的输电线路无线电干扰确定方法。
29.相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于以下所述中的至少一点：
30.根据所获取得输电线路的设计参数和运行参数，分别计算不同频率和不同高度下的无线电干扰值，得到固定高度下、不同频段下的第一无线电干扰分布规律和固定频段、不同高度下的第二无线电干扰分布规律；同时，基于所述设计参数和所述运行参数确定所述输电线路的外轮廓线，计算外轮廓线下的无线电干扰值，得到杆塔外包轮廓线的第三无线电干扰分布规律；综合上述第一无线电干扰分布规律、所述第二无线电分布规律和所述第三无线电分布规律能够更准确地确定所述输电线路的无线电干扰分布特性，为输电线路高频特征电磁干扰提供理论数据支撑，进而为准确判断导线断股、严重腐蚀等缺陷提供有效指导。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本发明实施例提供的输电线路无线电干扰确定方法流程示意图；
33.图2是本发明实施例提供的输电线路无线电干扰确定装置的结构框图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.作为电力系统的重要组成部分，输电线路承担着输送和分配电能的任务，现有的输电线路主要有架空线路和电缆线路两种，本发明下述实施例所述的输电线路具体指架空线路。
36.输电线路按电能性质分类有交流输电线路和直流输电线路之分；按电压等级分类则有输电线路和配电线路之分，目前，我国输电线路的电压等级主要有35kv、60kv、110kv、154kv、220kv、330kv、500kv、1000kv交流和
±
500kv、
±
800kv直流。
37.本发明主要应用于500kv以下的输电线路无线电干扰计算，具体如图1所示，本发明一个实施例所提供的输电线路无线电干扰确定方法包括以下步骤：
38.s1：获取输电线路的设计参数和运行参数。
39.在本实施例中，所述输电线路的设计参数包括杆塔设计参数和导线设计参数，其中，导线设计参数具体为导地线的设计参数。
40.输电线路的杆塔是电杆和铁塔的总称，杆塔用于支持导线和避雷线，以使导线之间、导线与避、导线与地面及交叉跨越物之间保持一定的安全距离；杆塔的典型塔型包括500kv单回塔型、500kv同塔双回塔型、500kv/220kv同塔四回塔型和500kv同塔四回塔型。
41.本实施例选择500kv单回塔型杆塔作为示例，基于杆塔的塔型设计手册，得到塔型的使用条件、最大呼高对应的基本荷载、基础作用力设计值、塔头间隙圆图以及塔司令图等杆塔设计参数。
42.在本实施例中，所述导地线的设计参数包括输电线路的导线和地线的型号、参数、张力和挂点位置等信息。
43.在输电线路中，导线是用来传导电流、输送电能的元件，地线则可减少雷击导线的概率，提高耐雷水平，减少雷击跳闸次数，保证输电线路安全送电。通常情况下，地线不与杆塔绝缘，而是直接架设在杆塔顶部，并通过杆塔或接地引下线与接地装置连接。在本实施例中，输电线路采用架空裸导线，导线则使用钢芯铝绞线，每相一根，共三相。
44.在输电线路中，所述输电电路的运行参数根据输电线路的现场实际运行情况获得，具体包括分裂导线数、导线半径、分裂导线半径和最低相导线高度等信息。
45.s2：根据所述设计参数和所述运行参数，分别计算不同频率下的第一无线电干扰值和不同高度下的第二无线电干扰值。
46.具体地，根据输电电路的导地线设计参数、塔型设计参数及运行参数三部分信息，构建三相单回路的输电线路无线电干扰计算模型，所述模型具体采用国际无线电干扰特别委员会cispr(international special committee on radio interference，cispr)经验公式进行构建，所述国际无线电干扰特别委员会cispr经验公式具体为：
[0047][0048]
式中，e
i
表示距第i相导线直线距离d
i
处的无线电干扰场强，单位为db(μv/m)；g
maxi
表示第i相导线的最大表面电位梯度，单位为kv/cm；r
i
表示第i相导线的子导线半径，单位为cm；r
i
为导线设计参数中的一个参数；d
i
表示第i相导线到预设参考点q处的直线距离，单位为m，d
i
的具体计算如下式；
[0049][0050]
式中，h
i
表示第i相导线的对地高度，通常为弧垂最低点的高度，可结合杆塔设计参数和输电线路的运行参数得到；x
i
表示q点到第i相导线的投影距离，可通过杆塔设计参数得到。
[0051]
在本实施例中，预设参考点q可选取距离地面高度为2米的一点。
[0052]
对于输电线路无线电干扰计算模型中每一相导线的最大表面电位梯度g
max
，本实施例采用镜像法进行计算，以得到输电线路导线电位系数矩阵p。
[0053]
具体地，对于输电线路导线电位系数矩阵p中的各元素，有：
[0054]
其中，
[0055]
式中，r
eq
表示等效半径，单位为m；r表示分裂导线半径，单位为m；r表示子导线半径，单位为m；n表示分裂导线的根数；h表示导线的平均高度，单位为m；d'
ij
和d
ij
可通过导线悬挂点的位置计算得到；ε0表示电介质常数，数值为(8.85
×
10
‑
12)f/m。
[0056]
参数r
eq
、r和r均为导线设计参数中的参数；参数n和h均为运行参数中的参数。
[0057]
计算得到输电线路导线电位系数矩阵p后，结合输电线路额定相电压u，计算导线表面平均电位梯度g
avr
：
[0058][0059]
q＝p
‑1u
[0060]
因此，导线表面最大电位梯度表示为：g
avrmax
＝g
avr
[1+(n
‑
1)r/r]。
[0061]
对于三相输电线路的无线电干扰场强，可通过上述输电线路无线电干扰计算模型得到0.5mhz下每一相的无线电干扰场强，将最大一相的无线电干扰场强定义为该三相输电线路的最终无线电干扰场强。
[0062]
在实际输电工程中，220kv及以上线路输送容量大，为了减少电晕损失和电晕干扰，往往采用相分裂导线，即：每相采用两根及以上的导线，采用分裂导线能输送较大的电能，且电能损耗少，防振性能好。需要说明的是，本发明实施例所提供的输电线路无线电干扰值计算方法应用于分裂导线数不大于4的线路。
[0063]
在一个实施例中，对于同塔架设的多回路线路，可通过上述输电线路无线电干扰计算模型计算得到每一相导线的无线电干扰场强，再将同一相导线所产生的无线电干扰场强进行几何相加，形成叠加后的三相输电线路无线电干扰场强ea，eb和ec。
[0064]
在上述实施例中，利用所构建的输电线路无线电干扰计算模型求解的是0.5mhz下的无线电干扰值，对于其他不同频率下的无线电干扰场强，可通过计算该频率下的无线电干扰场强相对于0.5mhz下的无线电干扰场强的增量得到。
[0065]
具体地，当所测量的频率在0.15～30mhz范围内，且不为0.5mhz时，测量频率与0.5mhz间的无线电干扰场强增量δe通过下述公式计算：
[0066][0067]
式中，δe的单位为分贝(db)；f表示频率，单位为兆赫兹(mhz)。
[0068]
在本实施例中，以预设参考点q为参考点，选取0.15mhz、0.5mhz、1mhz、2mhz、3mhz、4mhz、5mhz、10mhz、15mhz、20mhz、25mhz和30mhz共12个输电线路现场测试时的典型测量频段，分别计算各频段下的输电线路无线电干扰场强，得到固定高度下不同频段的第一无线电干扰值，并根据所求解的第一无线电干扰值绘制第一无线电干扰值随距离变化的分布曲线。
[0069]
同时，在本实施例中，以0.5mhz作为典型频率，在距离地面5～25m的范围内，每间隔1米计算一次输电线路的无线电干扰值，以得到0.5mhz下不同高度的第二无线电干扰值；根据所求解的第二无线电干扰值绘制典型频率下的第二无线电干扰值随距离变化的分布曲线。
[0070]
需要说明的是，当杆塔的最低相导线距离地面不足30m时，将高度取值的限定范围调整为：以距离地面5m处为最低点，距离最低相导线5m处为最高点，两点之间的范围。
[0071]
s3：根据所述设计参数和所述运行参数得到输电线路的目标导线，设置所述目标导线中的一点作为圆心，n为半径，得到所述目标导线的外轮廓线；其中，n为非零自然数；计算所述外轮廓线在预设频率下的无线电干扰值，得到第三无线电干扰值。
[0072]
具体地，所述目标导线包括最外侧导线、最高位置导线和最低位置导线。
[0073]
在本实施例中，分别选取最外侧导线、最高导线位置和最低导线上的一个目标点，以该点为圆心，n为半径，确定三根目标导线所对应的外轮廓线；具体地，n的取值为8米。
[0074]
以0.5mhz作为典型频率，基于圆心到对应导线的投影距离，计算外轮廓线下的无线电干扰值，得到第三无线电干扰值，根据所得到的第三无线电干扰值绘制杆塔外包轮廓线的第三无线电干扰值随距离变化的分布曲线。
[0075]
具体地，最外侧、最高位置与最低位置均为导线与杆塔的相对位置，所述“外侧”表示导线远离杆塔的方向。
[0076]
s4：根据所述第一无线电干扰值、所述第二无线电干扰值和所述第三无线电干扰值确定所述输电线路的无线电干扰分布特性。
[0077]
在本实施例中，无线电干扰分布特性包括最大无线电干扰值以及无线电干扰衰减特性，通过上述步骤得到了第一无线电干扰分布曲线、第二无线电干扰分布曲线和第三无线电干扰分布曲线后，根据三类曲线的分布规律得到输电线路的最大无线电干扰值以及无线电干扰衰减特性。
[0078]
本发明提供的输电线路无线电干扰确定方法及装置通过分别计算不同频率和不同高度下的无线电干扰值，得到固定高度下、不同频段下的第一无线电干扰分布规律和固定频段、不同高度下的第二无线电干扰分布规律；同时基于输电线路的设计参数和运行参数确定输电线路的外轮廓线，并计算外轮廓线下的无线电干扰值，得到杆塔外包轮廓线的第三无线电干扰分布规律；最后综合上述第一无线电干扰分布规律、所述第二无线电分布规律和所述第三无线电分布规律，更准确地确定所述输电线路的无线电干扰分布特性，既为输电线路高频特征电磁干扰提供理论数据支撑，又为准确判断导线断股、严重腐蚀等缺陷提供有效指导。
[0079]
第二方面，本发明实施例提供一种输电线路无线电干扰确定装置，包括获取模块101、第一计算模块102、第二计算模块103和确定模块104。
[0080]
获取模块101用于获取输电线路的设计参数和运行参数。
[0081]
第一计算模块102用于根据所述设计参数和所述运行参数，分别计算不同频率下的第一无线电干扰值和不同高度下的第二无线电干扰值。
[0082]
第二计算模块103用于根据所述设计参数和所述运行参数得到输电线路的目标导线，设置所述目标导线中的一点作为圆心，n为半径，得到所述目标导线的外轮廓线；其中，n为非零自然数；计算所述外轮廓线在预设频率下的无线电干扰值，得到第三无线电干扰值。
[0083]
确定模块104用于根据所述第一无线电干扰值、所述第二无线电干扰值和所述第三无线电干扰值确定所述输电线路的无线电干扰分布特性。
[0084]
上述装置内的各模块信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明第一方面的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
[0085]
第三方面，本发明提供一种数据处理设备，包括处理器，所述处理器和存储器耦合，所述存储器存储有程序，所述程序由所述处理器执行，使得所述数据处理设备执行第一方面所述的输电线路无线电干扰确定方法。
[0086]
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述第一方面所述的输电线路无线电干扰确定方法。
[0087]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可监听存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read
‑
only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
[0088]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。