CN103984876A - 特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，包括如下步骤：S1.建立包括线路坐标参数、地形参数的合成电场计算模型；S2.在输电导线表面任意设定一点，并确定从该点出发的电力线；S3.设定输电导线表面的电荷密度初值，并求出从输电导线表面起且沿电力线的空间各点的电荷密度和标量函数；S4.根据求得的电荷密度和标量函数计算合成电场；本发明基于Deutecsh假设原理并结合模拟电荷法，在计算过程中将起伏地形的因素引入，能够大大提高对合成电场计算的准确性，从而提高对高压直流输电线路的电磁环境评估的准确性，而且还能够避免传统算法中将地形因素引入时计算难度增大、计算量增大的情况。

Description

特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法

技术领域

本发明涉及一种合成电场的计算方法，尤其涉及一种特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法。

背景技术

为实现资源优化配置，在远距离、大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优势的特高压直流输电技术得到了快速发站，而特高压直流输电线路的带来的电磁环境问题受到了人们的关注，尤其是表征特高压直流输电线路电磁环境的重要参数之一的合成电场。

目前有关高压直流输电线路合成电场的计算主要采用经验公式法、Deutsch假设的数值计算方法以及其他数值计算方法，但是在上述算法中都是假定高压直流输电线路所经过的区域的地面为平地，地面情况单一，忽略地形起伏对合成电场的影响，但是实际输电线路所经过的区域的地面情况时复杂的，即地面总是起伏不定的。根据现场实际测量以及传统算法所计算出的理论值比较，起伏的地面对高压直流输电线路的合成电场影响较大，即是说传统算法中所得出的合成电场与实际测量的存在较大偏差，表明传统算法忽略地面对合成电场计算的准确具有严重的影响，从而影响电磁环境评估的准确性，然而，在传统算法中，如将地形因素考虑其中，将大大增加计算难度以及计算量，并导致计算结果的准确性受到严重影响。

因此，需要提出一种新的算法，能够将输电线路所经过区域的地面情况均考虑到计算因素中，提高合成电场计算的精确度，从而提高对输电线路的电磁环境评估的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，能够将输电线路所经过区域的地面情况均考虑到计算因素中，提高合成电场计算的精确度，从而提高对输电线路的电磁环境评估的准确性。

本发明提供的一种特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，包括如下步骤：

S1.建立包括线路坐标参数、地形参数的合成电场计算模型；

S2.在输电导线表面任意设定一点，并确定从该点出发的电力线；

S3.设定输电导线表面的电荷密度初值，并求出从输电导线表面起且沿电力线的空间各点的电荷密度和标量函数；

S4.根据求得的电荷密度对应的标称电场和标量函数计算合成电场。

进一步，步骤S2中，由改进模拟电荷法确定从设定点出发的电力线，具体步骤如下：

S21.选定镜像地面，并假定镜像地面延伸至起伏地面内；

S22.在导线和起伏地面设置模拟电荷以及与模拟电荷相对应的匹配点，使起伏地面的电位为0；

S23.根据叠加原理，构建模拟电荷方程组，并根据模拟电荷的方程组求解模拟电荷的大小,其中，模拟电荷方程组为

为输电导线电位；为非镜像地表的零电位；Q₁...Q_n为导线内部的模拟电荷；Q_n+1...Q_n+m为非镜象地面内部的模拟电荷；r_ij为第j个模拟电荷与第i个匹配点之间的距离,当1≦i≦n,1≦j≦n+m时,P_ij为导线模拟电荷及镜像电荷产生的电位系数；当n+1≦i≦n+m,1≦j≦n+m时,P_ij为非镜象地面内部及其镜像电荷产生的电位系数，对方程组进行求解，得到模拟电荷的大小，对方程组(1)进行求逆，可计算出模拟电荷

S24.根据模拟电荷的大小计算边界电位误差，若边界电位误差不满足误差范围要求，再根据电位误差对模拟电荷的位置及个数进行重置，直到边界电位误差满足误差范围,通过求解场域边界上所有匹配点的已知电位和计算电位的差值之和的最小值来获得达到限定要求的模拟电荷：其中为模拟电荷j在第i个匹配点处的电位；为第i个匹配点的已知电位，导线表面φ＝U，地面上φ＝0；

其中，式(2)中具有如下约束条件：a.模拟电荷的电量为自由变量；b.模拟电荷的位置必须在无效计算场域内：

$\sqrt{{(x_{\mathrm{Qd}}-x_o)}^2+{(y_{\mathrm{Qd}}-y_o)}^2}<r---\left(\text{3}\right)$

y_Q-f(x_Q)<0i＝m+1…n   (4)

其中，式(3)和(4)中，xQd,yQd为导线上模拟电荷坐标，xo,yo为子导线中心坐标，r为子导线半径，yQ为地下模拟电荷纵坐标，m为子导线数，并且采用共轭梯度法求解式(2)中的极小值，从而求得优化的模拟电荷大小；

S25.设定一步长，根据优化的模拟电荷大小及镜像电荷求出步长终点空间的任意点的标称电场： $\left\{\begin{array}{c}{E}_x=\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{q_j}{2{\mathrm{\&pi;\&pi;}}_0}\frac{x-x_j}{{(x-x_j)}^2+{(y-y_i)}^2}\\ E_y=\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{q_j}{2{\mathrm{\&pi;\&pi;}}_0}\frac{y-y_j}{{(x-x_j)}^2+{(y-y_j)}^2}\\ E=\sqrt{{E_x}^2+{E_y}^2}\end{array}\right.---\left(5\right),$ 其中，q_j为模拟电荷大小，包括导线中设置的模拟电荷和非镜象地面上设置的模拟电荷；

S26.根据步骤S25中的标称电场，确定步长终点坐标为：

x(i+1)＝x(i)+step*Ex(i)/E(i)              (6)

y(i+1)＝y(i)+step*Ey(i)/E(i)              (7)

式(2)(3)中step为所选步长的大小，x(i)、y(i)为步长起点坐标，x(i+1)、y(i+1)为步长终点坐标；

S27.将每一步长的终点作为下一步长的起点，重复步骤S25和S26直至步长终点的标称电位满足地面边界条件，即起伏地表电位为0，连接每一步的步长终点，形成从输电导线表面的设定点发出的电力线；

S28.重新在输电导线表面任意设定一点，重复步骤S25、S26以及S27直至输电导线所有设定点发出的电力线确定完毕。

进一步，步骤S3中，输电导线的电荷密度初值为输电导线表面设定的一点的两个电荷密度初值，即：正极导线表面取ρ_biaom1+＝2ρ_m,ρ_biaom2+＝3ρ_m，负极导线表面取ρ_biaom1-＝1.5ρ_m,ρ_biaom2-＝3ρ_m，其中:U为输电导线的运行电压，U0为输电导线的起晕电压，E用改进模拟电荷法求得的电力线步长节点上的标称电场。

进一步，步骤S3中，从输电导线表面起且沿电力线的空间各点的电荷密度和标量函数通过如下步骤计算：

S31.由改进模拟电荷法求出各子输电导线表面最大场强的平均值E0，由Peek公式求出分裂导线的等效起晕场强E_q，则输电导线表面的标量函数为A_biao＝|E₀/E_q|；

S32.由公式计算在不同输电导线表面电荷密度时的电力线上各点的电荷密度；

由公式计算在不同输电导线表面电荷密度时的电力线上各点的标量函数A；

由公式计算在不同输电导线表面电荷密度时电力线上所有点的平均电荷密度，在式(8)、(9)和(10)中，E为用改进模拟电荷法求得的电力线上节点的标称电场；

S33.设定 ${\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}3}={\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}2}+\frac{{\mathrm{\&rho;}}_m-{\mathrm{\&rho;}}_{m02}}{{\mathrm{\&rho;}}_{m02}-{\mathrm{\&rho;}}_{m01}}({\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}2}-{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}1})---\left(11\right),$ 其中ρ_biao3为更新的输电导线表面的电荷密度，并计算对应于ρ_biao3的经过电力线上所有点的平均电荷密度ρ_m03；当时，ρ_biao3是输电导线表面电荷密度的真实值，否则ρ_biao1＝ρ_biao2，ρ_biao2＝ρ_biao3，并重复步骤S32直到 $\left|\frac{{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}}-{\mathrm{\&rho;}}_m}{{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}}}\right|<{10}^{-6}$ 成立。

进一步，步骤S4中，根据输电导线的电荷密度真实值ρ_m03对应的空间各点的A和E，由公式Es＝AE计算复杂地形附近的合成电场。

本发明的有益效果：本发明的特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，基于Deutecsh假设原理并结合模拟电荷法,在计算过程中将起伏地形的因素引入，能够大大提高对合成电场计算的准确性，从而提高对高压直流输电线路的电磁环境评估的准确性，而且还能够避免传统算法中将地形因素引入时计算难度增大、计算量增大的情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的输电导线临近斜坡地面时合成电场计算模型示意图。

图3为本发明的输电导线临近斜坡地面时正极导线电力线分布图。

图4为本发明的电力线确定流程图。

图5为本发明的输电导线沿电力线求出空间个点的电荷密度和标量函数的流程图。

图6为本发明的计算结果与实际测量结果的对比图。

具体实施方式

图1为本发明的流程图，图2为本发明的输电导线临近斜坡地面时合成电场计算模型示意图，图3为本发明的输电导线临近斜坡地面时正极导线电力线分布图，图4为本发明的电力线确定流程图，图5为本发明的输电导线沿电力线求出空间个点的电荷密度和标量函数的流程图，图6为本发明的计算结果与实际测量结果的对比图，如图所示，本发明提供的一种特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，包括如下步骤：

S1.建立包括线路坐标参数、地形参数的合成电场计算模型，在建立计算模型时，采用笛卡尔坐标系，并设置与输电导线相关的参数(即线路高度、极间距、分裂导线半径等)以及地形参数(即起伏地形角度、斜坡离导线中心的距离等)；

S2.在输电导线表面任意设定一点，并确定从该点出发的电力线；

S3.设定输电导线表面的电荷密度初值，并求出从输电导线表面起且沿电力线的空间各点的电荷密度和标量函数；

S4.根据求得的电荷密度对应的标称电场和标量函数计算合成电场；本发明的特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，在计算过程中将起伏地形的因素引入，能够大大提高对合成电场计算的准确性，从而提高对高压直流输电线路的电磁环境评估的准确性，而且还能够避免传统算法中将地形因素引入时计算难度增大、计算量增大的情况。

本实施例中，步骤S2中，由改进模拟电荷法确定从设定点出发的电力线，具体步骤如下：

S21.选定镜像地面，并假定镜像地面延伸至起伏地面内，镜像地面根据输电导线下方的地面进行选择(即选择一段平整地面作为镜像地面)，既能保证边界条件，又能减少设置模拟电荷和匹配点的个数，减少引入过多的计算参数，提高计算效率；

S22.在导线和起伏地面设置模拟电荷以及与模拟电荷相对应的匹配点，使起伏地面的电位为0，起伏地面即非镜像地面，在非镜像地面上设置模拟电荷及匹配点时，相邻两个匹配点的连线与模拟电荷和对应匹配点的连线垂直，模拟电荷在非镜像地面内部远离地面拐角处沿地表等距离设置，并且在地面拐角附近的模拟电荷和匹配点设置的密度大于镜像地面的模拟电荷及匹配点的设置密度，模拟电荷及匹配点的设置如图2所示；

S23.根据叠加原理，构建模拟电荷方程组，并根据模拟电荷的方程组求解模拟电荷的大小,其中，模拟电荷方程组为

为输电导线电位；为非镜像地表的零电位；Q1...Qn为输电导线内部的模拟电荷；Qn+1...Qn+m为非镜象地面内部的模拟电荷；r_ij为第j个模拟电荷与第i个匹配点之间的距离,当1≦i≦n,1≦j≦n+m时,P_ij为导线模拟电荷及镜像电荷产生的电位系数；当n+1≦i≦n+m,1≦j≦n+m时,P_ij为非镜象地面内部及其镜像电荷产生的电位系数，对方程组进行求解，得到模拟电荷的大小，对方程组(1)进行求逆，可计算出模拟电荷

S24.根据模拟电荷的大小计算边界电位误差，包括导线表面电位误差和地面电位误差；若边界电位误差不满足误差范围要求，再根据电位误差对模拟电荷的位置及个数进行重置，直到边界电位误差满足误差范围,通过求解场域边界上所有匹配点的已知电位和计算电位的差值之和的最小值来获得达到限定要求的模拟电荷：其中为模拟电荷j在第i个匹配点处的电位；为第i个匹配点的已知电位，导线表面φ＝U，地面上φ＝0；

其中，式(2)中具有如下约束条件：a.模拟电荷的电量为自由变量；b.模拟电荷的位置必须在无效计算场域内(无效场域为输电线内部但不包括边界，起伏地面的内部但不包括地表)：

$\sqrt{{(x_{\mathrm{Qd}}-x_o)}^2+{(y_{\mathrm{Qd}}-y_o)}^2}<r---\left(\text{3}\right)$

y_Q-f(x_Q)<0i＝m+1…n   (4)

其中，式(3)和(4)中，xQd,yQd为输电导线上模拟电荷坐标，xo,yo为子输电导线中心坐标，r为子输电导线半径，yQ为地下模拟电荷纵坐标，m为子导线数，并且采用共轭梯度法求解式(2)中的极小值，从而求得优化的模拟电荷大小；

S25.设定一步长，根据优化的模拟电荷大小及镜像电荷求出步长终点空间的任意点的标称电场： $\left\{\begin{array}{c}{E}_x=\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{q_j}{2{\mathrm{\&pi;\&pi;}}_0}\frac{x-x_j}{{(x-x_j)}^2+{(y-y_i)}^2}\\ E_y=\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{q_j}{2{\mathrm{\&pi;\&pi;}}_0}\frac{y-y_j}{{(x-x_j)}^2+{(y-y_j)}^2}\\ E=\sqrt{{E_x}^2+{E_y}^2}\end{array}\right.---\left(5\right),$ 其中，q_j为模拟电荷大小，包括输电导线中设置的模拟电荷和非镜像地面上设置的模拟电荷，步长的起点为输电导线表面所设定的点；

S26.根据步骤S25中的标称电场，确定步长终点坐标为：

x(i+1)＝x(i)+step*Ex(i)/E(i)             (6)

y(i+1)＝y(i)+step*Ey(i)/E(i)             (7)

式(2)(3)中step为所选步长的大小，x(i)、y(i)为步长起点坐标，x(i+1)、y(i+1)为步长终点坐标；

S27.将每一步长的终点作为下一步长的起点，重复步骤S25和S26直至步长终点的标称电位满足地面边界条件(即起伏地面电位为0)，连接每一步的步长终点，形成从输电导线表面的设定点发出的电力线；

S28.重新在输电导线表面任意设定一点，重复步骤S25、S26以及S27直至输电导线所有设定点发出的电力线确定完毕。

本实施例中，步骤S3中，输电导线的电荷密度初值为输电导线表面设定的一点的两个电荷密度初值，即：正极导线表面取ρ_biaom1+＝2ρ_m,ρ_biaom2+＝3ρ_m，负极导线表面取ρ_biaom1-＝1.5ρ_m,ρ_biaom2-＝3ρ_m，其中:U为输电导线的运行电压，U₀为输电导线的起晕电压，E用改进模拟电荷法求得的电力线步长节点(即步长两个端点)上的标称电场。

本实施例中，步骤S3中，从输电导线表面起且沿电力线的空间各点的电荷密度和标量函数通过如下步骤计算：

S31.由改进模拟电荷法求出各子输电导线表面最大场强的平均值E₀，由Peek公式求出分裂导线的等效起晕场强Eq，则输电导线表面的标量函数为A_biao＝|E₀/E_q|；其中改进模拟电荷法以及Peek公式均为现有技术，在此不加以赘述；

S32.由公式计算在不同输电导线表面电荷密度时的电力线上各点的电荷密度；

由公式计算在不同输电导线表面电荷密度时的电力线上各点的标量函数A；

由公式计算在不同输电导线表面电荷密度时电力线上所有点的平均电荷密度，在式(8)、(9)和(10)中，E为用改进模拟电荷法求得的电力线上节点的标称电场；

S33.设定 ${\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}3}={\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}2}+\frac{{\mathrm{\&rho;}}_m-{\mathrm{\&rho;}}_{m02}}{{\mathrm{\&rho;}}_{m02}-{\mathrm{\&rho;}}_{m01}}({\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}2}-{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}1})---\left(11\right),$ 其中ρ_biao3为更新的输电导线表面的电荷密度，并计算对应于ρ_biao3的经过电力线上所有点的平均电荷密度ρ_m03，即重复步骤S32；当时，ρ_biao3是导线表面电荷密度的真实值，否则ρ_biao1＝ρ_biao2，ρ_biao2 ^＝ρ_biao3，并重复步骤S32直到成立，其中ρ_m01和ρ_m02均通过公式(10)进行计算，。

本实施例中，步骤S4中，根据输电导线的电荷密度真实值ρ_m03对应的空间各点的A和E，由公式Es＝AE计算复杂地形附近的合成电场。

本实施例中，在实际临近斜坡地面的800KV双回高压直流输电线路中，利用本发明的算法来计算合成电场，其中输电导线对地高度为21M，极间距为22M，并且为6分裂线，分裂半径为0.45M，子输电导线的半径为0.0168M，(子输电导线是各个分裂的导线)，斜坡起点位于正极输电导线下方并靠近输电走廊外侧15.3M处，并且测得该斜坡的坡度为18.06°；通过在水平地面及斜坡上选取多个测点并利用电场测试仪进行测量，并且通过本发明的计算方法进行了计算，测量结果和计算结果如图6所示，在图6中，计算结果为实线，测量结果为选取的若干行星点，从图中可以得出，实际测量和计算结果的分布基本一致，计算结果与实际测量的最大误差仅为6％，因此，本发明的计算方法是有效的。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.建立包括线路坐标参数、地形参数的合成电场计算模型；

S2.在输电导线表面任意设定一点，并确定从该点出发的电力线；

S3.设定输电导线表面的电荷密度初值，并求出从输电导线表面起且沿电力线的空间各点的电荷密度和标量函数；

S4.根据求得的电荷密度对应的标称电场和标量函数计算合成电场。

2.根据权利要求1所述特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，其特征在于：步骤S2中，由改进模拟电荷法确定从设定点出发的电力线，具体步骤如下：

S21.选定镜像地面，并假定镜像地面延伸至起伏地面内；

S22.在导线和起伏地面设置模拟电荷以及与模拟电荷相对应的匹配点，使起伏地面的电位为0；

S23.根据叠加原理，构建模拟电荷方程组，并根据模拟电荷的方程组求解模拟电荷的大小,其中，模拟电荷方程组为

；为输电导线电位；为非镜像地表的零电位；Q₁...Q_n为导线内部的模拟电荷；Q_n+1...Q_n+m为非镜象地面内部的模拟电荷；r_ij为第j个模拟电荷与第i个匹配点之间的距离,当1≦i≦n,1≦j≦n+m时,P_ij为导线模拟电荷及镜像电荷产生的电位系数；当n+1≦i≦n+m,1≦j≦n+m时,P_ij为非镜象地面内部及其镜像电荷产生的电位系数，对方程组进行求解，得到模拟电荷的大小，对方程组(1)进行求逆，可计算出模拟电荷

S24.根据模拟电荷的大小计算边界电位误差，若边界电位误差不满足误差范围要求，再根据电位误差对模拟电荷的位置及个数进行重置，直到边界电位误差满足误差范围,通过求解场域边界上所有匹配点的已知电位和计算电位的差值之和的最小值来获得达到限定要求的模拟电荷：其中为模拟电荷j在第i个匹配点处的电位；为第i个匹配点的已知电位，导线表面φ＝U，地面上φ＝0；

其中，式(2)中具有如下约束条件：a.模拟电荷的电量为自由变量；b.模拟电荷的位置必须在无效计算场域内：

$\sqrt{{(x_{\mathrm{Qd}}-x_o)}^2+{(y_{\mathrm{Qd}}-y_o)}^2}<r---\left(\text{3}\right)$

y_Q-f(x_Q)<0i＝m+1…n   (4)

其中，式(3)和(4)中，x_Qd,y_Qd为导线上模拟电荷坐标，x_o,y_o为子导线中心坐标，r为子导线半径，y_Q为地下模拟电荷纵坐标，m为子导线数，并且采用共轭梯度法求解式(2)中的极小值，从而求得优化的模拟电荷大小；

S25.设定一步长，根据优化的模拟电荷大小及镜像电荷求出步长终点空间的任意点的标称电场： $\left\{\begin{array}{c}{E}_x=\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{q_j}{2{\mathrm{\&pi;\&pi;}}_0}\frac{x-x_j}{{(x-x_j)}^2+{(y-y_i)}^2}\\ E_y=\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{q_j}{2{\mathrm{\&pi;\&pi;}}_0}\frac{y-y_j}{{(x-x_j)}^2+{(y-y_j)}^2}\\ E=\sqrt{{E_x}^2+{E_y}^2}\end{array}\right.---\left(5\right),$ 其中，q_j为模拟电荷大小，包括导线中设置的模拟电荷和非镜像地面上设置的模拟电荷；

S26.根据步骤S25中的标称电场，确定步长终点坐标为：

x(i+1)＝x(i)+step*Ex(i)/E(i)         (6)

y(i+1)＝y(i)+step*Ey(i)/E(i)         (7)

式(2)(3)中step为所选步长的大小，x(i)、y(i)为步长起点坐标，x(i+1)、y(i+1)为步长终点坐标；

S27.将每一步长的终点作为下一步长的起点，重复步骤S25和S26直至步长终点的标称电位满足地面边界条件，即起伏地面电位为0，连接每一步的步长终点，形成从输电导线表面的设定点发出的电力线；

S28.重新在输电导线表面任意设定一点，重复步骤S25、S26以及S27直至输电导线所有设定点发出的电力线确定完毕。

3.根据权利要求2所述特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，其特征在于：步骤S3中，输电导线的电荷密度初值为输电导线表面设定的一点的两个电荷密度初值，即：正极导线表面取ρ_biaom1+＝2ρ_m,ρ_biaom2+＝3ρ_m，负极导线表面取ρ_biaom1-＝1.5ρ_m,ρ_biaom2-＝3ρ_m，其中:U为输电导线的运行电压，U₀为输电导线的起晕电压，E用改进模拟电荷法求得的电力线步长节点上的标称电场。

4.根据权利要求3所述特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，其特征在于：步骤S3中，从输电导线表面起且沿电力线的空间各点的电荷密度和标量函数通过如下步骤计算：

S31.由改进模拟电荷法求出各子输电导线表面最大场强的平均值E₀，由Peek公式求出分裂导线的等效起晕场强E_q，则输电导线表面的标量函数为A_biao＝|E₀/E_q|；

S32.由公式计算在不同输电导线表面电荷密度时的电力线上各点的电荷密度；

由公式计算在不同输电导线表面电荷密度时的电力线上各点的标量函数A；

由公式(10)计算在不同输电导线表面电荷密度时电力线上所有点的平均电荷密度，在式(8)、(9)和(10)中，E为用改进模拟电荷法求得的电力线上步长节点的标称电场；

S33.设定 ${\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}3}={\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}2}+\frac{{\mathrm{\&rho;}}_m-{\mathrm{\&rho;}}_{m02}}{{\mathrm{\&rho;}}_{m02}-{\mathrm{\&rho;}}_{m01}}({\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}2}-{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}1})---\left(11\right),$ 其中ρ_biao3为更新的输电导线表面的电荷密度，并计算对应于ρ_biao3的经过电力线上所有点的平均电荷密度ρ_m03；当时，ρ_biao3是导线表面电荷密度的真实值，否则ρ_biao1＝ρ_biao2，ρ_biao2＝ρ_biao3，并重复步骤S32直到 $\left|\frac{{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}}-{\mathrm{\&rho;}}_m}{{\mathrm{\&rho;}}_{\mathrm{biao}}}\right|<{10}^{-6}$ 成立。

5.根据权利要求4所述的特高压直流输电线路跨越复杂地形时的合成电场计算方法，其特征在于：步骤S4中，根据输电导线的电荷密度真实值ρ_m03对应的空间各点的A和E，由公式Es＝AE计算复杂地形附近的合成电场。