CN112444686B - 一种确定交叉跨越直流线路的电荷密度初始值的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种确定交叉跨域直流线路的电荷密度初始值的方法。其中，该方法，包括：根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数；根据所述电晕强度系数以及所述导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值；以及根据所述导线表面电荷密度初值，确定每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值，并将所述每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值进行叠加，确定场域各节点的电荷密度初始值。

Description

一种确定交叉跨越直流线路的电荷密度初始值的方法

技术领域

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电荷密度初始值的方法。

背景技术

直流线路周围的电场由导线电荷和空间电荷共同产生。相比于无交叉跨越的情形，两回直流线路交叉跨越时，导线电荷分布发生改变，继而影响彼此导线的表面电场分布，导线电晕程度和空间电荷的分布随之改变，最终影响合成电场的分布。鉴于此，两回直流线路交叉跨越时线路周围合成电场与每一回直流线路单独存在时不同。因此，在线路的设计之初，不仅要计算每一回直流线路单独存在时的合成电场，也要预测和控制交叉跨越区域内的合成电场，使之满足环保要求。

由于目前预测方法不成熟、线路结构参数对交叉跨越区域内的合成电场影响的规律不清，在交叉跨越直流线路设计中一般通过大幅提高跨越线路的高度来控制地面合成电场。但是这种方法具有盲目性，不能理性地确定导线合理高度和房屋拆迁范围，可能会增加线路建设成本，也存在地面合成电场超标的可能。为此，有必要开展交叉跨越区域内的合成电场计算研究，以确定合适的跨越高度，合理控制地面合成电场。此外，开展两回直流输电线路交叉跨越合成电场研究也将为环境影响评价中电磁环境的预测提供理论依据。在两回直流输电线路的交叉跨越区域，由两回线路共同产生的电场是一个复杂的三维场，因此，需利用三维模型及相应的数值计算方法预测地面合成电场的分布和大小。

三维上流有限元法是一种能用于直流输电线路三维合成电场理论预测的有效放啊。然而，三维上流有限元计算过程对电荷密度初值敏感，合理的初值才能保证计算收敛。现有的电荷密度初值计算方法对于二维问题或沿导线纵向导线表面场强几乎不变的情况，比较适用。但是对于两回交叉跨越直流线路，在交叉跨越区域沿导线纵向导线表面场强变化幅度很大，导致沿导线纵向不同位置处电晕程度存在明显差异，如果继续采用现有电荷密度初值计算公式确定电荷密度初值，迭代计算将无法收敛。因此，有必要研究新的电荷密度初值计算公式，以保证计算过程的收敛性。

针对上述的现有技术中存在的电荷密度初值计算方法对于两回交叉跨越直流线路，在交叉跨越区域沿导线纵向导线表面场强变化幅度很大，导致沿导线纵向不同位置处电晕程度存在明显差异，如果继续采用现有电荷密度初值计算公式确定电荷密度初值，迭代计算将无法收敛的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本公开的实施例提供了一种确定交叉跨越直流线路的电荷密度初始值的方法，以至少解决现有技术中存在的电荷密度初值计算方法对于两回交叉跨越直流线路，在交叉跨越区域沿导线纵向导线表面场强变化幅度很大，导致沿导线纵向不同位置处电晕程度存在明显差异，如果继续采用现有电荷密度初值计算公式确定电荷密度初值，迭代计算将无法收敛的技术问题。

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电荷密度初始值的方法，包括：根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数；根据电晕强度系数以及导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值；以及根据导线表面电荷密度初值，确定每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值，并将每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值进行叠加，确定场域各节点的电荷密度初始值。

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电荷密度初始值的装置，包括：第一确定模块，用于根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数；第二确定模块，用于根据电晕强度系数以及导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值；以及第三确定模块，用于根据导线表面电荷密度初值，确定每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值，并将每条导线在场域各节点处产生的电荷密度初始值进行叠加，确定场域各节点的电荷密度初始值。

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电荷密度初始值的装置，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：根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数；根据电晕强度系数以及导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值；以及根据导线表面电荷密度初值，确定每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值，并将每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值进行叠加，确定场域各节点的电荷密度初始值。

在本公开实施例中，导线表面电荷密度初值分布更接近真实分布规律，因此，采用本实施例确定交叉跨越直流线路合成电场求解过程中的电荷密度初值，程序能稳定收敛。本实施例的方法具有较广的适用范围，可以应用于单回直流线路极导线水平排列、单回直流线路极导线垂直排列、同塔三回直流线路、同走廊双回直流线路等输电线路中，都能保证三维合成电场计算程序的收敛性。进而解决了现有技术中存在的电荷密度初值计算方法对于两回交叉跨越直流线路，在交叉跨越区域沿导线纵向导线表面场强变化幅度很大，导致沿导线纵向不同位置处电晕程度存在明显差异，如果继续采用现有电荷密度初值计算公式确定电荷密度初值，迭代计算将无法收敛的技术问题。

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一种确定交叉跨越直流线路的电荷密度初始值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一种确定交叉跨越直流线路的电荷密度初始值的方法的流程示意图；

图4是根据本公开实施例2所述的一种确定交叉跨越直流线路的电荷密度初始值的装置的示意图；以及

图5是根据本公开实施例3所述的一种确定交叉跨越直流线路的电荷密度初始值的装置的示意图。

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电荷密度初始值的方法实施例，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电荷密度初始值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电荷密度初始值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电荷密度初始值的方法。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(Network Interface Controller，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(Radio Frequency，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电荷密度初始值的方法。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：根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数；

S204：根据电晕强度系数以及导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值；以及

S206：根据导线表面电荷密度初值，确定每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值，并将每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值进行叠加，确定场域各节点的电荷密度初始值。

在本实施例中，首先建立交叉跨越直流线路合成电场的计算模型。两回直流输电线路交叉跨越情况下三维合成电场的基本方程为：

其中，

为电位；ρ₊、ρ_-分别为正、负空间电荷密度；ε₀为空气介电常数；E_s为合成电场；k₊、k_-分别为正、负离子迁移率；ω为风速；R为正负离子复合系数；e为基元电荷电量。

为了便于分析，在计算过程采用如下假设：1)忽略电晕层厚度；2)线路起晕后其表面电场强度维持在其起晕值不变(Kaptzov假设)；3)认为离子迁移率是一个与电场强度和离子寿命无关的常数，即离子迁移率处处相等；4)不考虑空间电荷的扩散。

有限元法的计算需要将直流输电线路合成电场的无限大计算域近似为有限域。具体的方法是在离导线较远处人为划定出一条假想的边界(人工边界)，则导线表面、地面和人工边界所围成的封闭区域即为计算场域。相应地，计算区域的边界条件为：导线表面：

地面：

人工边界：

其中，U为极导线运行电压，E_on为极导线起晕场强，U_3D为标称场电位的三维计算结果。为便于完成有限元计算，选择采用四面体单元将计算场域剖分为离散体系。

参考图2和图3所示，根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数。例如，根据预先采集的极导线半径、极导线总数等，确定计算交叉跨越直流线路的极导线起晕场强和起晕电压。利用如下公式分别计算得到各条极导线的起晕场强E_on(i)：

其中，i为极导线编号；N_c为极导线总数；m为导线表面粗糙系数；δ为空气相对密度；r为极导线半径；E₀和k分别为固定系数，当极导线电压为正，E₀＝33.7，k＝0.24，而当极导线电压为负，E₀＝31，k＝0.308。

根据如下的关系式求解各条极导线的起晕电压U₀(i)：

其中，E_e(i)为导线表面标称电场的平均值，U(i)为极导线运行电压。

利用三维优化模拟线电荷法，计算交叉跨越直流线路极导线表面不同位置处的标称电场强度。利用交叉跨越直流线路极导线的起晕场强、起晕电压、高度等参数计算极导线表面电荷密度的基准值。交叉跨越直流线路极导线表面电荷密度基准值的计算公式如下：

其中，U(i)为极导线i的运行电压；E_g(i)为极导线轴线正下方的地面标称电场平均值；H(i)为极导线i的对地高度。

由交叉跨越直流线路极导线表面各点处的标称电场强度和起晕场强的比值计算不同位置处的电晕强度系数(即导线表面各节点的电晕强度系数)。

极导线表面不同位置处电晕强度系数的求解公式为：

C_corona(P)⁽ⁱ⁾＝E_sur(P)⁽ⁱ⁾/E_on(i)

其中，C_corona(P)⁽ⁱ⁾表示极导线i表面节点P处的电晕强度系数，E_sur(P)⁽ⁱ⁾为位于极导线i表面的节点P的标称电场。

进一步地，根据电晕强度系数以及导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值。将交叉跨越直流线路极导线表面不同位置处电晕强度系数乘以极导线表面电荷密度的基准值，计算得到极导线表面电荷密度初值。极导线表面任意节点P处的电荷密度初值求解公式为：

p_sur,0(p)⁽ⁱ⁾＝p_sur,b(i).C_corona(p)⁽ⁱ⁾

其中，ρ_sur,0(P)⁽ⁱ⁾表示位于极导线i表面的节点P的电荷密度初值。

进一步地，根据极导线表面电荷密度初值，计算每条极导线单独存在时空间(即场域)各节点处的电荷密度初值。每条极导线单独存在时，空间任意一点M的电荷密度初值可采用同轴圆柱的空间电荷密度解析解来近似：

其中，ρ₀(M)⁽ⁱ⁾表示当极导线i单独存在时在节点M产生的空间电荷密度初值；r_M为点M到导线轴线的距离。在经过点M、且与导线垂直的平面与导线外表面的交界圆上选择n_s个节点，求解得到其表面电荷密度初值，

为这n_s个节点的电荷密度初值平均值。将各极导线单独存在时的空间各点处的电荷密度叠加得到空间电荷密度初值。

空间任意一点M的电荷密度初值求解公式如下：

其中，ρ₀(M)表示空间(即场域)任意一点M的电荷密度初值。本实施例的方法可以应用于单回直流输电线路极导线水平排列、单回直流输电线路极导线垂直排列、同塔三回直流输电线路、同走廊双回直流输电线路、交叉跨越直流输电线路等输电线路的合成电场计算。

从而，本实施例得到的导线表面电荷密度初值分布更接近真实分布规律，因此，采用本实施例确定交叉跨越直流线路合成电场求解过程中的电荷密度初值，程序能稳定收敛。本实施例的方法具有较广的适用范围，可以应用于单回直流线路极导线水平排列、单回直流线路极导线垂直排列、同塔三回直流线路、同走廊双回直流线路等输电线路中，都能保证三维合成电场计算程序的收敛性。

可选地，根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数，包括：根据计算模型以及预先采集的电网参数，确定交叉跨越直流线路的极导线的起晕场强以及起晕电压；以及根据起晕场强以及起晕电压，确定导线表面电荷密度的基准值。

具体地，例如，根据预先采集的极导线半径、极导线总数等，确定计算交叉跨越直流线路的极导线起晕场强和起晕电压。利用如下公式分别计算得到各条极导线的起晕场强E_on(i)：

其中，i为极导线编号；N_c为极导线总数；m为导线表面粗糙系数；δ为空气相对密度；r为极导线半径；E₀和k分别为固定系数，当极导线电压为正，E₀＝33.7，k＝0.24，而当极导线电压为负，E₀＝31，k＝0.308。

根据如下的关系式求解各条极导线的起晕电压U₀(i)：

其中，E_e(i)为导线表面标称电场的平均值，U(i)为极导线运行电压。

利用三维优化模拟线电荷法，计算交叉跨越直流线路极导线表面不同位置处的标称电场强度。利用交叉跨越直流线路极导线的起晕场强、起晕电压、高度等参数计算极导线表面电荷密度的基准值。交叉跨越直流线路极导线表面电荷密度基准值的计算公式如下：

其中，U(i)为极导线i的运行电压；E_g(i)为极导线轴线正下方的地面标称电场平均值；H(i)为极导线i的对地高度。从而确定导线表面电荷密度的基准值。

可选地，根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数，还包括：根据计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面不同位置的标称电场强度；以及确定标称电场强度以及起晕场强的比值，将比值确定为导线表面各节点的电晕强度系数。

具体地，根据计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面不同位置的标称电场强度；以及确定标称电场强度以及起晕场强的比值，将比值确定为导线表面各节点的电晕强度系数。由交叉跨越直流线路极导线表面各点处的标称电场强度和起晕场强的比值计算不同位置处的电晕强度系数。极导线表面不同位置处电晕强度系数的求解公式为：

C_corona(P)⁽ⁱ⁾＝E_sur(P)⁽ⁱ⁾/E_on(i)

其中，C_corona(P)⁽ⁱ⁾表示极导线i表面节点P处的电晕强度系数，E_sur(P)⁽ⁱ⁾为位于极导线i表面的节点P的标称电场。从而确定导线表面各节点的电晕强度系数。

可选地，方法还包括：建立交叉跨越直流线路合成电场的计算模型。

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，根据本实施例得到的导线表面电荷密度初值分布更接近真实分布规律，因此，采用本实施例确定交叉跨越直流线路合成电场求解过程中的电荷密度初值，程序能稳定收敛。本实施例的方法具有较广的适用范围，可以应用于单回直流线路极导线水平排列、单回直流线路极导线垂直排列、同塔三回直流线路、同走廊双回直流线路等输电线路中，都能保证三维合成电场计算程序的收敛性。进而解决了现有技术中存在的电荷密度初值计算方法对于两回交叉跨越直流线路，在交叉跨越区域沿导线纵向导线表面场强变化幅度很大，导致沿导线纵向不同位置处电晕程度存在明显差异，如果继续采用现有电荷密度初值计算公式确定电荷密度初值，迭代计算将无法收敛的技术问题。

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4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电荷密度初始值的装置400，该装置400与根据实施例1的第一个方面所述的方法相对应。参考图4所示，该装置400包括：第一确定模块410，用于根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数；第二确定模块420，用于根据电晕强度系数以及导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值；以及第三确定模块430，用于根据导线表面电荷密度初值，确定每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值，并将每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值进行叠加，确定场域各节点的电荷密度初始值。

可选地，第一确定模块410，包括：确定起晕子模块，根据计算模型以及预先采集的电网参数，确定交叉跨越直流线路的极导线的起晕场强以及起晕电压；以及确定基准子模块，根据起晕场强以及起晕电压，确定导线表面电荷密度的基准值。

可选地，第一确定模块包括410，还包括：场强确定子模块，根据计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面不同位置的标称电场强度；以及系数确定子模块，确定标称电场强度以及起晕场强的比值，将比值确定为导线表面各节点的电晕强度系数。

可选地，该装置400还包括：建立模块，用于建立交叉跨越直流线路合成电场的计算模型。

从而，根据本实施例得到的导线表面电荷密度初值分布更接近真实分布规律，因此，采用本实施例确定交叉跨越直流线路合成电场求解过程中的电荷密度初值，程序能稳定收敛。本实施例的方法具有较广的适用范围，可以应用于单回直流线路极导线水平排列、单回直流线路极导线垂直排列、同塔三回直流线路、同走廊双回直流线路等输电线路中，都能保证三维合成电场计算程序的收敛性。进而解决了现有技术中存在的电荷密度初值计算方法对于两回交叉跨越直流线路，在交叉跨越区域沿导线纵向导线表面场强变化幅度很大，导致沿导线纵向不同位置处电晕程度存在明显差异，如果继续采用现有电荷密度初值计算公式确定电荷密度初值，迭代计算将无法收敛的技术问题。

实施例3

图5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电荷密度初始值的装置500，该装置500与根据实施例1的第一个方面所述的方法相对应。参考图5所示，该装置500包括：处理器510；以及存储器520，与处理器510连接，用于为处理器510提供处理以下处理步骤的指令：根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数；根据电晕强度系数以及导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值；以及根据导线表面电荷密度初值，确定每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值，并将每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值进行叠加，确定场域各节点的电荷密度初始值。

可选地，根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数，包括：根据计算模型以及预先采集的电网参数，确定交叉跨越直流线路的极导线的起晕场强以及起晕电压；以及根据起晕场强以及起晕电压，确定导线表面电荷密度的基准值。

可选地，根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数，还包括：根据计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面不同位置的标称电场强度；以及确定标称电场强度以及起晕场强的比值，将比值确定为导线表面各节点的电晕强度系数。

可选地，用于为处理器510提供处理以下处理步骤的指令还包括：建立交叉跨越直流线路合成电场的计算模型。

从而，根据本实施例得到的导线表面电荷密度初值分布更接近真实分布规律，因此，采用本实施例确定交叉跨越直流线路合成电场求解过程中的电荷密度初值，程序能稳定收敛。本实施例的方法具有较广的适用范围，可以应用于单回直流线路极导线水平排列、单回直流线路极导线垂直排列、同塔三回直流线路、同走廊双回直流线路等输电线路中，都能保证三维合成电场计算程序的收敛性。进而解决了现有技术中存在的电荷密度初值计算方法对于两回交叉跨越直流线路，在交叉跨越区域沿导线纵向导线表面场强变化幅度很大，导致沿导线纵向不同位置处电晕程度存在明显差异，如果继续采用现有电荷密度初值计算公式确定电荷密度初值，迭代计算将无法收敛的技术问题。

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-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、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。

Claims (6)

1.一种确定交叉跨越直流线路的电荷密度初始值的方法，其特征在于，包括：

根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数；根据所述计算模型以及预先采集的电网参数，确定交叉跨越直流线路的极导线的起晕场强以及起晕电压；

其中，利用交叉跨越直流线路极导线的起晕场强、起晕电压、高度计算极导线表面电荷密度的基准值，交叉跨越直流线路极导线表面电荷密度基准值的计算公式如下：

其中，U(i)为极导线i的运行电压；E_g(i)为极导线轴线正下方的地面标称电场平均值；H(i)为极导线i的对地高度；U₀为各条极导线的起晕电压；r为极导线半径；E_on为极导线起晕场强；

由交叉跨越直流线路极导线表面各点处的标称电场强度和起晕场强的比值计算不同位置处的电晕强度系数，即导线表面各节点的电晕强度系数，极导线表面不同位置处电晕强度系数的求解公式为：

C_corona(P)⁽ⁱ⁾＝E_sur(P)⁽ⁱ⁾/E_on(i)

其中，C_corona(P)⁽ⁱ⁾表示极导线i表面节点P处的电晕强度系数，E_sur(P)⁽ⁱ⁾为位于极导线i表面的节点P的标称电场；

根据所述电晕强度系数以及所述导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值；以及

根据所述导线表面电荷密度初值，确定每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值，并将所述每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值进行叠加，确定场域各节点的电荷密度初始值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数，还包括：

根据所述计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面不同位置的标称电场强度。

3.一种存储介质，其特征在于，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权利要求1至2中任意一项所述的方法。

4.一种确定交叉跨越直流线路的电荷密度初始值的装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数；

根据所述计算模型以及预先采集的电网参数，确定交叉跨越直流线路的极导线的起晕场强以及起晕电压；

其中，利用交叉跨越直流线路极导线的起晕场强、起晕电压、高度计算极导线表面电荷密度的基准值，交叉跨越直流线路极导线表面电荷密度基准值的计算公式如下：

其中，U(i)为极导线i的运行电压；E_g(i)为极导线轴线正下方的地面标称电场平均值；H(i)为极导线i的对地高度；U₀为各条极导线的起晕电压；r为极导线半径；E_on为极导线起晕场强；

由交叉跨越直流线路极导线表面各点处的标称电场强度和起晕场强的比值计算不同位置处的电晕强度系数，即导线表面各节点的电晕强度系数，极导线表面不同位置处电晕强度系数的求解公式为：

C_corona(P)⁽ⁱ⁾＝E_sur(P)⁽ⁱ⁾/E_on(i)

其中，C_corona(P)⁽ⁱ⁾表示极导线i表面节点P处的电晕强度系数，E_sur(P)⁽ⁱ⁾为位于极导线i表面的节点P的标称电场；

第二确定模块，用于根据所述电晕强度系数以及所述导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值；以及

第三确定模块，用于根据所述导线表面电荷密度初值，确定每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值，并将所述每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值进行叠加，确定场域各节点的电荷密度初始值。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，第一确定模块还包括：

场强确定子模块，根据所述计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面不同位置的标称电场强度。

6.一种确定交叉跨越直流线路的电荷密度初始值的装置，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，与所述处理器连接，用于为所述处理器提供处理以下处理步骤的指令：

根据交叉跨越直流线路合成电场的计算模型以及预先采集的电网参数，确定导线表面电荷密度的基准值以及导线表面各节点的电晕强度系数；

根据所述计算模型以及预先采集的电网参数，确定交叉跨越直流线路的极导线的起晕场强以及起晕电压；

其中，利用交叉跨越直流线路极导线的起晕场强、起晕电压、高度计算极导线表面电荷密度的基准值，交叉跨越直流线路极导线表面电荷密度基准值的计算公式如下：

其中，U(i)为极导线i的运行电压；E_g(i)为极导线轴线正下方的地面标称电场平均值；H(i)为极导线i的对地高度；U₀为各条极导线的起晕电压；r为极导线半径；E_on为极导线起晕场强；

由交叉跨越直流线路极导线表面各点处的标称电场强度和起晕场强的比值计算不同位置处的电晕强度系数，即导线表面各节点的电晕强度系数，极导线表面不同位置处电晕强度系数的求解公式为：

C_corona(P)⁽ⁱ⁾＝E_sur(P)⁽ⁱ⁾/E_on(i)

其中，C_corona(P)⁽ⁱ⁾表示极导线i表面节点P处的电晕强度系数，E_sur(P)⁽ⁱ⁾为位于极导线i表面的节点P的标称电场；

根据所述电晕强度系数以及所述导线表面电荷密度的基准值，确定导线表面电荷密度初值；以及

根据所述导线表面电荷密度初值，确定每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值，并将所述每条导线单独存在时在场域各节点处产生的电荷密度初始值进行叠加，确定场域各节点的电荷密度初始值。

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