一种确定交叉跨越直流线路的三维电场的方法及装置与流程
本申请涉及高压直流输电领域，特别是涉及一种确定交叉跨越直流线路的三维电场的方法及装置。
背景技术：
高压直流输电线路已广泛应用在我国的电力传输系统中，随着线路条数的不断增加，输电走廊的选择越来越受限制，两回直流输电线路交叉跨越的情形也将出现在实际工程中。直流输电线路的路径长，所经地区地形、气候条件复杂，为了将其相关电磁环境参数控制在标准要求的范围内，前期研究其电场时常用不太长的模拟实验线段的测试结果验证理论研究结果的有效性。
当把单回或多回平行的直流输电线路导线当做无限长直导线时，其标称电场为二维场，镜像法、模拟电荷法、有限元法与镜像法相结合的方法、矩量法、有限元法等都可用来计算其标称电场，计算方法都比较成熟。而对于采用短导线的试验线段，对其标称电场计算方法研究的不多，现有技术中有采用点电荷计算了模拟试验短导线的三维电场，由于需要的点电荷较多，计算量较大且效率不高；也有利用线段电荷并认为同一段线电荷内电荷密度相同，计算了铁塔对输电线路的三维电场的影响；还有提出一种采用线段电荷的模拟电荷法，其特点为线段电荷内的电荷密度不再相同而是按线性分布。这些方法都有计算量大并且计算不够精确的问题。
针对上述的现有技术中存在的采用点电荷计算了模拟试验短导线的三维电场；利用线段电荷并认为同一段线电荷内电荷密度相同，计算了铁塔对输电线路的三维电场的影响；还有提出一种采用线段电荷的模拟电荷法，其特点为线段电荷内的电荷密度不再相同而是按线性分布。这些方法都有计算量大并且计算结果误差较大，不够准确的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
本公开的实施例提供了一种确定交叉跨越直流线路的三维电场的方法及装置，以至少解决现有技术中存在的采用点电荷计算了模拟试验短导线的三维电场；或者利用线段电荷并认为同一段线电荷内电荷密度相同，计算了铁塔对输电线路的三维电场的影响；还有提出一种采用线段电荷的模拟电荷法，其特点为线段电荷内的电荷密度不再相同而是按线性分布。这些方法都有计算量大并且计算结果误差较大，不够准确的技术问题。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种确定交叉跨越直流线路的三维电场的方法，包括：根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的解析表达式，其中模拟线段电荷的电荷密度均匀分布；根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷；根据预先设定的线路参数，确定导线表面轮廓点的电位，根据导线表面轮廓点的电位与实际设定电位，确定电位累积误差，并且根据电位累积误差构造目标函数；通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，确定当目标函数的函数值到达最小时的经过调整的模拟线段电荷；以及根据经过调整的模拟线段电荷，利用表达式确定三维电场。
根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时由处理器执行以上任意一项所述的方法。
根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种确定交叉跨越直流线路的三维电场的装置，包括：推导模块，用于根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的解析表达式，其中模拟线段电荷的电荷密度均匀分布；设置模块，用于根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷；构造模块，用于根据预先设定的线路参数，确定导线表面轮廓点的电位，根据导线表面轮廓点的电位与实际设定电位，确定电位累积误差，并且根据电位累积误差构造目标函数；调整模块，用于通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，确定当目标函数的函数值到达最小时的经过调整的模拟线段电荷；以及确定模块，用于根据经过调整的模拟线段电荷，利用表达式确定三维电场。
根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种确定交叉跨越直流线路的三维电场的装置，包括：处理器；以及存储器，与处理器连接，用于为处理器提供处理以下处理步骤的指令：根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式，其中模拟线段电荷的电荷密度均匀分布；根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷；根据预先设定的线路参数，确定导线表面轮廓点的电位，根据导线表面轮廓点的电位与实际设定电位，确定电位累积误差，并且根据电位累积误差构造目标函数；通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，确定当目标函数的函数值到达最小时的经过调整的模拟线段电荷；以及根据经过调整的模拟线段电荷，利用表达式确定三维电场。
在本公开实施例中，根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的解析表达式，将其应用到优化模拟电荷法中求解直流模拟短线段所产生的三维标称电场，根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷，并根据电位累积误差构造目标函数，通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，使得模拟线段电荷所产生的电位与实际设定电位的误差缩小，可以用来深入地研究交叉跨越直流模拟短线段所产生的三维标称电场。
进而解决了现有技术中存在的采用点电荷计算了模拟试验短导线的三维电场；利用线段电荷并认为同一段线电荷内电荷密度相同，计算了铁塔对输电线路的三维电场的影响；还有提出一种采用线段电荷的模拟电荷法，其特点为线段电荷内的电荷密度不再相同而是按线性分布。这些方法都有计算量大并且计算结果误差较大，不够准确的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
图1是用于实现根据本公开实施例1所述的方法的计算设备的硬件结构框图；
图2是根据本公开实施例1的第一个方面所述的确定交叉跨越直流线路的三维电场的方法的流程示意图；
图3是根据本公开实施例1的第一个方面所述的交叉跨越直流模拟试验线段的示意图；
图4是根据本公开实施例1的第一个方面所述的模拟线段电荷的示意图；
图5是根据本公开实施例1的第一个方面所述的模拟线段电荷排列方式的示意图；
图6是根据本公开实施例1的第一个方面所述的模拟线段电荷在导线中的分布示意图；
图7是根据本公开实施例1的第一个方面所述的交叉跨越试验线段地面标称电场的横向分布曲线；
图8是根据本公开实施例1的第一个方面所述的导线表面电场强度的分布图；
图9是根据本公开实施例1的第一个方面所述的导线表面电场强度的分布图；
图10是根据本公开实施例2所述的确定交叉跨越直流线路的三维电场的装置的示意图；以及
图11是根据本公开实施例3所述的确定交叉跨越直流线路的三维电场的装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都应当属于本公开保护的范围。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本实施例，还提供了一种确定交叉跨越直流线路的三维电场的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本实施例所提供的方法实施例可以在服务器或者类似的计算设备中执行。图1示出了一种用于实现确定交叉跨越直流线路的三维电场的方法的计算设备的硬件结构框图。如图1所示，计算设备可以包括一个或多个处理器(处理器可以包括但不限于微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置)、用于存储数据的存储器、以及用于通信功能的传输装置。除此以外，还可以包括：显示器、输入/输出接口(i/o接口)、通用串行总线(usb)端口(可以作为i/o接口的端口中的一个端口被包括)、网络接口、电源和/或相机。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，计算设备还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
应当注意到的是上述一个或多个处理器和/或其他数据处理电路在本文中通常可以被称为“数据处理电路”。该数据处理电路可以全部或部分的体现为软件、硬件、固件或其他任意组合。此外，数据处理电路可为单个独立的处理模块，或全部或部分的结合到计算设备中的其他元件中的任意一个内。如本公开实施例中所涉及到的，该数据处理电路作为一种处理器控制(例如与接口连接的可变电阻终端路径的选择)。
存储器可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本公开实施例中的确定交叉跨越直流线路的三维电场的方法对应的程序指令/数据存储装置，处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的应用程序的确定交叉跨越直流线路的三维电场的方法。存储器可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算设备的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置包括一个网络适配器(networkinterfacecontroller，nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置可以为射频(radiofrequency，rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
显示器可以例如触摸屏式的液晶显示器(lcd)，该液晶显示器可使得用户能够与计算设备的用户界面进行交互。
此处需要说明的是，在一些可选实施例中，上述图1所示的计算设备可以包括硬件元件(包括电路)、软件元件(包括存储在计算机可读介质上的计算机代码)、或硬件元件和软件元件两者的结合。应当指出的是，图1仅为特定具体实例的一个实例，并且旨在示出可存在于上述计算设备中的部件的类型。
根据本实施例的第一个方面，提供了一种确定交叉跨越直流线路的三维电场的方法。图2示出了该方法的流程示意图，参考图2所示，该方法包括：
s202：根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的解析表达式，其中所述模拟线段电荷的电荷密度均匀分布；
s204：根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷；
s206：根据预先设定的线路参数，确定导线表面轮廓点的电位，根据导线表面轮廓点的电位与实际设定电位，确定电位累积误差，并且根据电位累积误差构造目标函数；
s208：通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，确定当目标函数的函数值到达最小时的经过调整的模拟线段电荷；以及
s210：根据经过调整的模拟线段电荷，利用解析表达式确定三维电场。
具体地，在本实施例中，提供的一种交叉跨越直流模拟试验线段三维电场的计算方法，计算对象为：单分裂双极性交叉跨越模拟试验线段，采用lgj95导线，下层正极导线高度为2m，上层负极导线高度为4m，导线长度为16m，双极加±100kv的电压，两条导线在各自中点处垂直交叉跨越。
参考图2所示，图2为两条交叉跨越直流模拟试验线段。根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式，其中模拟线段电荷的电荷密度均匀分布。参考图3所示，推导无限大真空中长度为l的均匀带电线段电荷所产生电位和电场的解析表达式。例如，参考图4所示，无限大真空中长度为l的均匀线段电荷，电荷线密度为τ，线段一端a的坐标为(x1,y1,z1)，另一端b的坐标为(x2,y2,z2)。以无限远处为计算点，则线段外一点p(x,y,z)的电位可表示为
令
令
进一步地，参考图5和图6所示，根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷。每组线段电荷均匀分布在以导线中心o为圆心、以r为半径的一个圆周上，取r等于0.3r(r为导线半径)。令o、n和n＇分别位于整个短导线的中点和两端并处于平行于导线轴线的一条线段上，从o到n将一半短导线均匀分成n等份，同样从o到n＇将另一半短导线均匀分成n等份，则点1、2、…、n分别与1＇、2＇、…、n＇关于o对称。根据线段电荷所产生电位的特点，将1和1＇表示一个恒定电荷密度的线段电荷的两端，2和2＇也表示这样线段电荷的两端，以此类推。在计算中，每条导线中采用了多组这样的模拟线段电荷。极性数为2，即一条正极导线和一条负极导线。
进一步地，根据预先设定的线路参数，确定导线表面轮廓点的电位，根据导线表面轮廓点的电位与实际设定电位，确定电位累积误差，并且根据电位累积误差构造目标函数。例如，将每条导线均匀地分成2n段，每段内与其等长的模拟线电荷数为m，并令其均匀分布在半径为r的圆周上；在每条导线表面均匀选取k(可取m·n的2～3倍)个轮廓点。则导线表面任一轮廓点j的电位vj可表示为
从而，根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式，将其应用到优化模拟电荷法中求解直流模拟短线段所产生的三维标称电场，根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷，并根据电位累积误差构造目标函数，通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，使得模拟线段电荷所产生的电位与实际设定电位的误差缩小，可以用来深入地研究交叉跨越直流模拟短线段所产生的三维标称电场。
进而解决了现有技术中存在的采用点电荷计算了模拟试验短导线的三维电场；利用线段电荷并认为同一段线电荷内电荷密度相同，计算了铁塔对输电线路的三维电场的影响；还有提出一种采用线段电荷的模拟电荷法，其特点为线段电荷内的电荷密度不再相同而是按线性分布。这些方法都有计算量大并且计算结果误差较大，不够准确的技术问题。
根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式，包括：将与模拟线段电荷对应的线段外的一点确定为计算点，并确定线段的第一端点和第二端点；以及将线段的第一端点和计算点的距离确定为第一线段，将线段的第二端点和计算点的距离确定为第二线段。
具体地，将与所述模拟线段电荷对应的线段外的一点确定为计算点，并确定线段的第一端点和第二端点；以及将线段的第一端点和计算点的距离确定为第一线段，将线段的第二端点和计算点的距离确定为第二线段。例如，将与模拟线段电荷对应的线段外的一点p确定为计算点，计算点p的坐标为p(x,y,z)，线段的第一端点a的坐标为(x1,y1,z1)，第二端点b的坐标为(x2,y2,z2)。
进一步地，将线段的第一端点a和计算点p的距离确定为第一线段
可选地，根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式，包括：根据模拟线段电荷的电荷密度、介电常数、模拟线段电荷的长度、第一线段的长度以及第二线段的长度，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式。
具体地，根据模拟线段电荷的电荷密度τ、介电常数ε0、模拟线段电荷的长度l、第一线段的长度r1以及第二线段的长度r2，θ1为pa与射线ab的夹角，θ2为pb与射线ab的夹角，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式。
参考图4所示，在△pab中，根据余弦定理等可知
可选地，根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷，包括：根据预先设定的配置参数，以导线横截面的中心为圆心，将导线半径的预定比例确定为预定半径；确定导线长度的中心以及导线的第一端点以及导线的第二端点；将导线长度的中心到导线第一端点的距离均匀分成第一若干等份线段，并且将导线长度的中心到导线第二端点的距离均匀分成第二若干等份线段，其中第一若干等份和第二若干等份的数量一样；以及根据第一若干等份线段上的第一端点以及第二若干等份线段上的第二端点，确定模拟电荷线段。
具体地，根据预先设定的配置参数，以导线横截面的中心o为圆心，将导线半径r的预定比例确定为预定半径r，例如，以r为半径的一个圆周上，取r等于0.3r(r为导线半径)；确定导线长度的中心o以及导线的第一端点n以及导线的第二端点n＇；将导线长度的中心o到导线第一端点n的距离均匀分成第一若干等份线段，例如n等份，并且将导线长度的中心o到导线第二端点n＇的距离均匀分成第二若干等份线段，例如n等份，其中第一若干等份和第二若干等份的数量一样；以及根据第一若干等份线段上的第一端点n以及第二若干等份线段上的第二端点n＇，则点1、2、…、n分别与1＇、2＇、…、n＇关于o对称确定模拟电荷线段。根据模拟线段电荷所产生电位的特点，将1和1＇表示一个恒定电荷密度的模拟线段电荷的两端，2和2＇也表示这样线段电荷的两端，以此类推。在计算中，每条导线中采用了多组这样的模拟线段电荷。从而确定模拟线段电荷。
可选地，根据预先设定的线路参数，确定导线表面轮廓点的电位，根据导线表面轮廓点的电位与实际设定电位，确定电位累积误差，并且根据电位累积误差构造目标函数，包括：根据电位累积误差构造目标函数的计算公式为：
具体地，根据电位累积误差构造目标函数的计算公式为：
可选地，根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及线段电荷密度，确定线段电荷所产生的电位，包括：建立交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型。
此外，参考图1所示，根据本实施例的第二个方面，提供了一种存储介质。所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时由处理器执行以上任意一项所述的方法。
从而根据本实施例，根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式，将其应用到优化模拟电荷法中求解直流模拟短线段所产生的三维标称电场，根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷，并根据电位累积误差构造目标函数，通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，使得模拟线段电荷所产生的电位与实际设定电位的误差缩小，可以用来深入地研究交叉跨越直流模拟短线段所产生的三维标称电场。
进而解决了现有技术中存在的采用点电荷计算了模拟试验短导线的三维电场；利用线段电荷并认为同一段线电荷内电荷密度相同，计算了铁塔对输电线路的三维电场的影响；还有提出一种采用线段电荷的模拟电荷法，其特点为线段电荷内的电荷密度不再相同而是按线性分布。这些方法都有计算量大并且计算结果误差较大，不够准确的技术问题。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
实施例2
图10示出了根据本实施例所述的一种确定交叉跨越直流线路的三维电场的装置1000，该装置1000与根据实施例1的第一个方面所述的方法相对应。参考图10所示，该装置1000包括：推导模块1010，用于根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的解析表达式，其中模拟线段电荷的电荷密度均匀分布；设置模块1020，用于根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷；构造模块1030，用于根据预先设定的线路参数，确定导线表面轮廓点的电位，根据导线表面轮廓点的电位与实际设定电位，确定电位累积误差，并且根据电位累积误差构造目标函数；调整模块1040，用于通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，确定当目标函数的函数值到达最小时的经过调整的模拟线段电荷；以及确定模块1050，用于根据经过调整的模拟线段电荷，利用解析表达式确定三维电场。
可选地，推导模块1010，包括：确定点子模块，用于将与模拟线段电荷对应的线段外的一点确定为计算点，并确定线段的第一端点和第二端点；以及确定线段子模块，用于将线段的第一端点和计算点的距离确定为第一线段，将线段的第二端点和计算点的距离确定为第二线段。
可选地，推导模块1010，包括：推导子模块，用于根据所述模拟线段电荷的电荷密度、介电常数、模拟线段电荷的长度、第一线段的长度以及第二线段的长度，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式。
可选地，设置模块1020，包括：确定预定半径子模块，用于根据预先设定的配置参数，以导线横截面的中心为圆心，将导线半径的预定比例确定为预定半径；确定端点子模块，用于确定导线长度的中心以及导线的第一端点以及导线的第二端点；分成子模块，用于将导线长度的中心到导线第一端点的距离均匀分成第一若干等份线段，并且将导线长度的中心到导线第二端点的距离均匀分成第二若干等份线段，其中第一若干等份和第二若干等份的数量一样；以及确定模拟电荷线段子模块，用于根据第一若干等份线段上的第一端点以及第二若干等份线段上的第二端点，确定模拟电荷线段。
可选地，构造模块1030，包括：构造子模块，用于根据电位累积误差构造目标函数的计算公式为：
可选地，确定模块1050，包括：建立子模块，用于建立交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型。
从而，根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式，将其应用到优化模拟电荷法中求解直流模拟短线段所产生的三维标称电场，根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷，并根据电位累积误差构造目标函数，通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，使得模拟线段电荷所产生的电位与实际设定电位的误差缩小，可以用来深入地研究交叉跨越直流模拟短线段所产生的三维标称电场。
进而解决了现有技术中存在的采用点电荷计算了模拟试验短导线的三维电场；利用线段电荷并认为同一段线电荷内电荷密度相同，计算了铁塔对输电线路的三维电场的影响；还有提出一种采用线段电荷的模拟电荷法，其特点为线段电荷内的电荷密度不再相同而是按线性分布。这些方法都有计算量大并且计算结果误差较大，不够准确的技术问题。
实施例3
图11示出了根据本实施例所述的一种确定交叉跨越直流线路的三维电场的装置1100，该装置1100与根据实施例1的第一个方面所述的方法相对应。参考图11所示，该装置1100包括：处理器1110；以及存储器1120，与处理器1110连接，用于为处理器1110提供处理以下处理步骤的指令：根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的解析表达式，其中模拟线段电荷的电荷密度均匀分布；根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷；根据预先设定的线路参数，确定导线表面轮廓点的电位，根据导线表面轮廓点的电位与实际设定电位，确定电位累积误差，并且根据电位累积误差构造目标函数；通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，确定当目标函数的函数值到达最小时的经过调整的模拟线段电荷；以及根据经过调整的模拟线段电荷，利用解析表达式确定三维电场。
可选地，根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式，包括：将与模拟线段电荷对应的线段外的一点确定为计算点，并确定线段的第一端点和第二端点；以及将线段的第一端点和计算点的距离确定为第一线段，将线段的第二端点和计算点的距离确定为第二线段。
可选地，根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式，包括：根据模拟线段电荷的电荷密度、介电常数、模拟线段电荷的长度、第一线段的长度以及第二线段的长度，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式。
可选地，根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷，包括：根据预先设定的配置参数，以导线横截面的中心为圆心，将导线半径的预定比例确定为预定半径；确定导线长度的中心以及导线的第一端点以及导线的第二端点；将导线长度的中心到导线第一端点的距离均匀分成第一若干等份线段，并且将导线长度的中心到导线第二端点的距离均匀分成第二若干等份线段，其中第一若干等份和第二若干等份的数量一样；以及根据第一若干等份线段上的第一端点以及第二若干等份线段上的第二端点，确定模拟电荷线段。
可选地，根据预先设定的线路参数，确定导线表面轮廓点的电位，根据导线表面轮廓点的电位与实际设定电位，确定电位累积误差，并且根据电位累积误差构造目标函数，包括：根据电位累积误差构造目标函数的计算公式为：
可选地，根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及线段电荷密度，确定线段电荷所产生的电位，包括：建立交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型。
从而，根据交叉跨域直流线路的三维电场的计算模型以及预先设定的线路参数，推导模拟线段电荷所产生的电位和电场的表达式，将其应用到优化模拟电荷法中求解直流模拟短线段所产生的三维标称电场，根据预先设定的方法，在各个导线中设置模拟线段电荷，并根据电位累积误差构造目标函数，通过调整模拟线段电荷使得目标函数的函数值到达最小，使得模拟线段电荷所产生的电位与实际设定电位的误差缩小，可以用来深入地研究交叉跨越直流模拟短线段所产生的三维标称电场。
进而解决了现有技术中存在的采用点电荷计算了模拟试验短导线的三维电场；利用线段电荷并认为同一段线电荷内电荷密度相同，计算了铁塔对输电线路的三维电场的影响；还有提出一种采用线段电荷的模拟电荷法，其特点为线段电荷内的电荷密度不再相同而是按线性分布。这些方法都有计算量大并且计算结果误差较大，不够准确的技术问题。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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