申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2021-10-13

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN113962171B

主分类号：G06F30/30

分类号：G06F30/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.02.15#实质审查的生效;2022.01.21#公开

摘要：本发明公开了一种有损地面上输电线路的高频耦合方法，列出多导体输电线路的传输线模型方程，并计算传播常数；根据架空线路的长度和高度将其分为三个区域，在第二个区域对传输线方程组解耦，得到该区域的电流表达式；将第二个区域的电流表达式变换为包含散射系数矩阵和反射系数矩阵的表达式；进行辅助短线系统的仿真，并利用最小二乘法对仿真电流进行拟合；利用辅助短线的拟合系数得到第二个区域的沿线电流响应表达式；利用上述过程得到的参数分别求解第一个和第三个区域的沿线电流响应。本发明在全波软件中利用辅助短线的电流数据对长线的沿线电流响应进行计算，在长度增加时，计算成本几乎不变，同时也对多导体线路系统的响应进行了准确的预测。

主权项：1.一种有损地面上输电线路的高频耦合方法，其特征在于，包括以下步骤；包括以下步骤：步骤一：列出多导体输电线路的传输线模型方程组，所述的传输线模型方程组是以多导体输电线路中每根线上的电压和电流为变量的2N元一阶微分方程组，其中N为线缆的根数；根据多导体输电线路的具体参数计算其线路单位长度阻抗矩阵和导纳矩阵，并利用线路单位长度的阻抗矩阵和导纳矩阵计算传播常数矩阵；步骤二：根据多导体输电线路的长度和高度将其分为三个区域，并对所包含的各部分区域进行标号，第一个区域包含多导体输电线路的左终端，且第一个区域的长度为多导体输电线路高度的两倍，第三个区域包含多导体输电线路的右终端，其长度为多导体输电线路高度的两倍，剩余中间不包含终端的区域被划分为第二个区域，在第二个区域对传输线模型方程组进行解耦，得到该区域中传输线电流向量的表达式；步骤三：利用渐进法，将第二个区域的传输线电流向量的表达式变换为包含散射系数矩阵和反射系数矩阵的表达式；所述步骤三中，假设全部线路长度都为L，采用渐进法思想，将第二个区域等效为无限长导线，第一个区域和第三个区域分别等效为右半无限长导线和左半无限长导线，则反射和散射产生的右行波电流向量和左行波电流向量分别为： 式中：EN——N阶单位矩阵；S+——左端散射系数矩阵；S———右端散射系数矩阵；R+——左端反射系数矩阵；R———右端反射系数矩阵；步骤四：引入其他具体参数相同，但长度是线路高度的六倍辅助短线系统，在全波仿真软件NEC-4中进行辅助短线系统的仿真，并利用最小二乘法对由全波仿真软件NEC-4仿真得到的辅助短线系统的电流进行拟合，将得到的拟合系数向量进行分类，并组合为多个拟合系数矩阵；所述步骤四中，采用全波仿真软件NEC-4对辅助短线系统进行求解，为了求解左端和右端的反射系数矩阵，需要2N个辅助短线系统，为了求解左端和右端的散射系数矩阵，需要1个辅助短线系统，因此总共需要2N+1个辅助短线系统，且2N+1个辅助短线系统的长度都为L1，在第i个辅助短线系统中，i＝1,2,…,N，令辅助短线系统中的第i根导线左端受到幅值为1V的集总源激励；在第i+N个辅助短线系统中，令辅助短线系统中的第i根导线右端受到幅值为1V的集总源激励；在第2N+1个辅助短线系统中，令辅助短线系统受到和多导体输电线路一致的平面波激励，将所得数据中属于第二个区域的电流进行拟合，分别得到三个拟合系数向量，并求出辅助短线系统在第二个区域中的电流方程组： 式中：——第i个辅助短线系统的电流响应；——第i个辅助短线系统的右行电流向量；——第i个辅助短线系统的左行电流向量；——第i+N个辅助短线的电流响应；——第i+N个辅助短线系统的右行电流向量；——第i+N个辅助短线系统的左行电流向量；Ipw——第2N+1个辅助短线系统的电流响应；Ipw1——第2N+1个辅助短线系统的右行电流向量；Ipw2——第2N+1个辅助短线系统的左行电流向量；将上述向量归类并组合，得到一系列电流矩阵： 式中：——由前N个辅助短线系统的右行电流向量组成的矩阵；——由前N个辅助短线系统的左行电流向量组成的矩阵；——由第N+1个到第2N个辅助短线系统的右行电流向量组成的矩阵；——由第N+1个到第2N个辅助短线系统的左行电流向量组成的矩阵；步骤五：将得到的拟合系数向量组合为多个拟合系数矩阵后，利用辅助短线系统的拟合系数矩阵得到散射系数矩阵和反射系数矩阵，最后用散射系数矩阵和反射系数矩阵求解得到第二个区域的沿线电流响应表达式；步骤六：利用辅助短线系统的电流、拟合系数矩阵以及第二个区域的传输线电流向量表达式分别对应求解第一个和第三个区域的沿线电流响应。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安交通大学 一种有损地面上输电线路的高频耦合方法

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