一种用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法与流程

本发明涉及高压输电，特别是一种用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法。

背景技术：

1、我国电力传输的网架主要由超高压交流电网组成，其产生的电磁环境对长期生活在线路周围的居民产生了极大的影响。输变电工程的电磁环境影响参数主要包括工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声四个方面，其中工频电场的影响是公众最为关注的问题之一。

2、为了削弱高压输电线路工频电场对重点用户的影响，目前常采用的是在重点用户区域架设屏蔽线的方法，屏蔽线的架设高度，架设位置(与传输线中心点的间距)以及多根屏蔽线的间距，都是影响对高压输电线电场削弱效果的主要因素。图1和图2显示了某一500kv特高压线路的屏蔽线，在地面距离a相水平方向1.5m处工频电场与架设屏蔽线高度及间距的关系。图1是设置单根屏蔽线位于a相线路的正下方的情况。由图1可以看出，当屏蔽线与a相线路的垂直距离处于0.5～4m时，场强最大值随垂直距离的增加而减弱，并且降低的幅度较大；当垂直距离超过4m后，工频电场的场强又会呈现逐渐升高的趋势，但增加的幅度小。可见，屏蔽线与导线之间垂直距离对屏蔽功能的影响大；图2是在传输线下方垂直距离5m处水平方向对称设置3根屏蔽线的情况。由图2可知，当屏蔽线间距在从0变化到4m的过程中，屏蔽线间距越大，检测位置的工频电场最大值越低，并且降低的幅度比较大；当屏蔽线间距超过4m后，工频电场最大值反而呈现增大的趋势，且增大的幅度同样较大。可见，采取多根屏蔽线措施的方案中，对屏蔽线间距的选择尤为重要。

3、从以上分析可知，若想将屏蔽线架设在最佳位置，使局部多个重点用户受输电线电场的综合影响最小，则需要对屏蔽线的位置(架设高度、与中心线的距离)，屏蔽线间距以及屏蔽线条数等进行优化，以使其配置在最佳位置。目前对屏蔽线的配置优化方案较少。公开号为cn110598256 a的削弱特高压输电线路局部场强的方法，在输电线仿真模型的基础上加入两根屏蔽线模型；先水平移动屏蔽线，确定使目标区域电场强度最大削弱的屏蔽线水平位置；然后水平位置固定，同时竖直移动屏蔽线，确定使目标区域电场强度最大削弱的屏蔽线竖直位置。文献“基于bp神经网络的输电线路电场屏蔽效果预测”(《传感器与微系统》|2022年第2期108-110页)中，首先基于有限元法建立输电线路模型，通过架设屏蔽线研究屏蔽线数量、位置的变化与屏蔽效果之间关系，计算得到部分屏蔽线位置电场强度值作为训练值，对于未知位置对应的屏蔽效果，提出采用反向传播(bp)神经网络进行预测。文献“基于加权topsis的输电线路电场屏蔽线优化研究”(《制造业自动化》2021年第09期60-65页)提出采用加权topsis(逼近理想解排序)法分配各区域权重后计算归一化得分，获得架设屏蔽线合理位置的优化方案。

4、第一种方法是在预设的几个位置中选择，通过测试结果人工来选择较好的配置方案，这种方法仅适用于屏蔽线较少，仅针对某一特定重点用户的应用场合，第二种方法仅仅用于对屏蔽线对电场屏蔽的效果进行分析，第三种方法中基于加权topsis(逼近理想解排序)，虽然获得架设屏蔽线合理位置的优化方案，但其也存在运算量大、有关权重的确定有时流于主观性等问题。因此，针对某一局部区域多个重点用户的削减目标，智能选择屏蔽线的最优化配置方案，是目前高压输电线电场屏蔽线配置中需要解决的关键问题。

技术实现思路

1、为解决上述目前屏蔽线配置优化方案中存在的技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法，包括如下步骤：

2、s1：依据屏蔽线的配置实测样本数据，获得屏蔽线的不同架设方式相关的n组配置数据，每组数据包含m个特征参数，每一组配置数据xi＝{xi(k)|k＝1，2，…，n}，i＝1，2，…，m)作为比较数列，将比较数列中的n组数据作为评价对象，每组数据中的m个特征参数作为评价指标，由评价对象和评价指标构成n×m的标准化矩阵x；

3、

4、s2：将标准化矩阵进行无量纲处理，处理后的标准化矩阵为x′；

5、

6、其中

7、s3：确定优化目标值，计算屏蔽线配置的特征参数与优化目标值的关联系数ζi(k)；

8、

9、s4：根据各特征参数的关联系数来计算每一组屏蔽线配置状态指数；

10、s5：根据状态指数的大小进行排序，选择配置状态指数最高的配置作为屏蔽线的最优配置方案。

11、作为本发明所述用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法的一种优选方案，其中：所述特征参数包括屏蔽线对地高度hi、屏蔽线间距di、架设条数l、重点用户处电场ei和屏蔽线数量。

12、作为本发明所述用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法的一种优选方案，其中：s1中，通过有限元分析模型计算获得屏蔽线的不同架设方式相关配置数据。

13、作为本发明所述用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法的一种优选方案，其中：s1中，通过实验测试获得屏蔽线的不同架设方式相关配置数据。

14、作为本发明所述用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法的一种优选方案，其中：s4的的具体步骤为：

15、s41：根据德尔菲法获取专家组对各个评价指标的权重，构建加权灰色关联系数矩阵；

16、s42：根据加权灰色关联系数，计算出屏蔽线配置状态指数。

17、本发明有益效果为：本发明方法基于灰色关联优化法，依据已有的通过有限元建模法计算或实测的屏蔽线配置数据组作为优化样本，设置参考数列和比较数列，并确定评价对象和评价指标，构建评价对象和评价指标的标准化矩阵，并将其通过数据量纲化，计算出屏蔽线配置的灰色关联系数，根据德尔菲法获取专家组对各个属性的信息权重，构建和生成加权关联系数矩阵，在此基础上计算出屏蔽线配置优化状态指数值，依照指数值的大小来选择最优的屏蔽线配置方案，从而实现对屏蔽线架设的最优化配置，使得重点用户所在的局部区域能获得最大的综合电场衰减量，从而实现屏蔽线功能的最优化。

技术特征：

1.一种用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法，其特征在于：所述特征参数包括屏蔽线对地高度hi、屏蔽线间距di、架设条数l、重点用户处电场ei和屏蔽线数量。

3.如权利要求1所述的用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法，其特征在于：s1中，通过有限元分析模型计算获得屏蔽线的不同架设方式相关配置数据。

4.如权利要求1所述的用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法，其特征在于：s1中，通过实验测试获得屏蔽线的不同架设方式相关配置数据。

5.如权利要求1所述的用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法，其特征在于：s4的的具体步骤为：

技术总结
本发明公开了一种用于削弱高压输电线电场的局部屏蔽线配置优化方法，包括如下步骤：依据屏蔽线的配置实测样本数据，构建比较数列，并以配置数据为基础建立标准化矩阵X；将标准化矩阵进行无量纲处理，处理后的标准化矩阵为X′；确定优化目标值，计算屏蔽线配置的特征参数与优化目标值的关联系数ζ<subgt;i</subgt;(k)；根据各特征参数的关联系数来计算每一组屏蔽线配置状态指数；根据状态指数的大小进行排序，选择配置状态指数最高的配置作为屏蔽线的最优配置方案。本发明方法可实现对屏蔽线架设的最优化配置，使得重点用户所在的局部区域能获得最大的综合电场衰减量，从而实现屏蔽线功能的最优化。

技术研发人员：龙涛,武永泉,杨健,黄昭,蒋瑞奇,汤健,刘翔宇
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23