输电线路电气参数计算软件的.研究

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1、华中科技大学硕士学位论文1绪论1.1选题背景1.1.1需求背景输电线路是电力输送的载体，是电力系统的主要组成部分之一，对电力系统起着极其重要的作用。输电线路的工频参数包括正序阻抗、正序导纳、零序阻抗、零序导纳以及多回互感线路之间的耦合电容等，这些参数是电力系统进行潮流计算、短路电流计算、继电保护整定计算以及选择电力系统运行方式等工作之前建立电力系统数学[2][3]模型的必要参数，其准确性直接关系到这些计算结果的准确性。若工作中使用的输电线路参数不准确，可能给电力系统带来很大的影响，甚至产生重大的电力事故，因此及时准确的获得输电线路的工频参数对于电力系统至关重要，

2、同时，电力系统自动化程度的不断提高，对输电线路参数的准确性要求也越来越高。近年来，随着用电需求的持续快速增长，电力发展速度进一步加快。装机容量从解放初期1949年的185万kW增长到2004年底的4.39亿kW，年均装机容量增长率超过10%。其中2000~2004年，我国发电装机容量年均新增2839万kW，用电量年均新增1929亿kWh，其中，2004年新增发电装机容量超过5000万kW，用电量增长超过2500亿kWh。从1996年起，我国电网装机总容量和总发电量已稳居世界第二。2005年底，全国发电装机容量已经超过5亿kW。根据21世纪上半叶我国国民经济发展要

3、[7][8]求，预计到2020年，全国装机容量将达到11~12亿kW。可以说中国电网的建设正在超常规发展。大量机组投产也就意味着大量的设计工作，对设计人员提出了很大的挑战，工作任务多，责任大是目前电力设计部门面临的主要问题，完全按照原先的思维很难提高工作效率，亟待有一套完整规范的设计软件帮助设计人员完成输电线路的设计工作。同时，为了提高电网的协调能力、优化电网，国家正在大力发展特高压项目。特高压是一项创新性的工作，可以大大地提高国家电网的坚固程度，但是同时也面临着许多新问题，如特高压电网对现有电网的影响、特高压电网的电磁环境问题1华中科技大学硕士学位论文等等。基

4、于以上现状，在线路设计中出现了很多难题，如多种输电方式先电气参数的变化情况、同杆多回线路电气参数和线路不平衡度计算、特高压电网电磁环境问题，线路走廊不足等等。现有软件中可以用于输电线路设计参考的有ATP-EMTP、PSCAD、PSASP等，这些软件基于电力系统元件模型来模拟电力系统的运行情况及暂态过程，对于不同的网络系统、杆塔形式需要重新建模，程序通用性不够。在电磁环境及电气参数的设计中不够专业甚至是力所不及，尤其是输电线路电磁环境的设计中还没有一个软件可以完善、准确地将电磁环境理论值计算出来，这也是现在设计人员面临的一个比较严峻的形势，开发专业的输电线路设计工

5、具也显得很有必要。电网建设的第一步是在电网设计人员的手中完成的，设计人员的工作直接决定了实际电网运行状态。一个好的设计工具可以很好地辅助设计人员尽可能把设计工作做到完美，然而长期以来，电力系统的线路设计工作中很大一部分依靠前人经验和以前的设计图纸，缺乏一个灵活有效、专业的线路设计软件，这使得线路设计工作显得死板、缺乏新意并且工作效率较低。很难适应电网建设的现状。开发可计算各种杆塔型号、各种导线排布方式、各种运行电压下的电气参数、电磁环境的通用型输电线路设计软件，用于研究同走廊建设交直流混合线路时的相互影响、特高压电网的电磁环境问题，同走廊多回线路电气参数变化情况

6、等等，可为输电线路的设计提供指导性意见。1.1.2国内外研究进展输电线路的设计伴随着电力事业的发展，在输电线路电气参数计算和电磁环境计[1][2][3]算方面有很多现有公式可循。大量的实践检验使得人们普遍认同了一些设计思路，并且将他们整理成了线路设计的手册或者是电力系统规程，有的理论被软件工作者用于建模并且形成了一系列电力系统仿真软件。典型的电力系统设计手册如我国电力工业部电力规划设计总院于1998年编制的《电力系统设计手册》，国家电力公司东北电力设计研究设计院2002年编著的《电力工程高压送电线路设计手册》，傅知兰编[4][5][6]写的《电力系统电气设备选择

7、与实用计算》等等。同时国内外也制定了大量适合本国国情的电力系统行业标准和国家标准。在仿真软件方面，比较有代表性的如电磁2华中科技大学硕士学位论文暂态分析软件ATP-EMTP、PSCAD-EMTDC、PSASP等等。这些手册和仿真软件提供很多可以借鉴的设计方法和改进手段，使得输电线路的设计逐步向标准化发展，减小了设计工作者的劳动量，提高了工作效率。目前，在电力设计工作中需解决的新问题诸如线路走廊对居民生活的影响、特高[7]压输电线路电磁环境问题、交直流线路混合架设对电气参数影响的研究等等。这些前沿性的工作没有前人经验可以借鉴，需要电力工作者在工作中提出自己的观点和

8、理论，形成能够解决问题的