电缆分数阶宽频建模及其应用研究

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2、气奪ｍ■讓ｉ．ｆ．＇．．藝萬＾Ａ；ｊ－ｃ＜Ａ：—‘亩‘＇＾撼爭ｉ論襄ｄ；若ｉ皆誰：华北电力大学硕±学位论文原创性声明《本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文电缆分数阶宽频建模及其应用研巧》，，是本人在导师指导下在华北电力大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作。所取得的成果据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中！＾〇月确方式注明。。本声明的法律结果将完全由本人承担作者签名：日期；年＾月Ｉ、日

3、华北电力大学硕±学位论文使用授权书《电缆分数阶宽频建模及其应用研究》系本人在华北电力大学攻读硕±学位期间论文在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本的研究内容不得Ｗ其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，手允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制段保存论文，可公布论文的全部或部分内＂容。＂保本密学位□论文属于（请在レッ上相应方框内打Ｖ）：

4、，在年解密后适用本授权书不保密口作者签名：心新日期；年令月１＼日导师签名；日期：２。＾年＾月［Ｖ日国内图书分类号：TM247学校代码：10079国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文电缆分数阶宽频建模及其应用研究硕士研究生：耿茜导师：梁贵书教授申请学位：工学硕士学科：电气工程专业：电工理论与新技术所在学院：电气与电子工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex:TM247U.D.C:621.3ThesisfortheMasterDegreei

5、nEngineeringWide-bandFractionalModelingofCableandApplicationResearchCandidate：GengQianSupervisor：Prof.LiangGuishuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：TheoryandNewTechnologyofElectricalEngineeringSchool：SchoolofElectricalandElectronicEngineering

6、DateofDefence：March,2015Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文摘要电力电缆是电力系统中仅次于架空线路的重要输电设备。如今，随着我国电力产业的飞速发展，超高压与特高压等级输电项目的运营，以及长距离输电工程及海底输电工程的推进，传统的架空输电线路逐渐难以满足工程需要，电力电缆在电力生产与输送中所占地位日益提升。因此，如何建立更为精确、实用的电力电缆模型对于进一步研究电力电缆的实际应用、解决

7、电力电缆的监测与故障问题具有重要的意义。本文以单芯同轴电力电缆为研究对象，基于电力电缆在电力系统的暂态过电压与集肤效应的影响下会展现出分数阶特性的这一特点，在原有的电力电缆模型的基础上，提出了一种建立电力电缆分数阶宽频模型的新方法。本文改进了电力电缆阻抗矩阵参数的计算方法，使频域中复杂的阻抗计算公式可以通过拉普拉斯反变换转变成时域中的微分方程的求解问题，并保留电力电缆阻抗的分数阶频变特性。经过改进后，电力电缆阻抗矩阵参数的计算精确度仍可以达到工程要求。加权余量法是有限元法中精度最高的离散方法；分数阶计算涉及到整个时间段

8、上的物理量，而矩阵法可以很好地解决这个计算问题。因此，在求解改进后的电力电缆分数阶微分方程时，首先利用加权余量法对处理后的电力电缆方程进行空间离散，继而利用矩阵法对电力电缆方程进行时间离散，从而得到电力电缆的时域模型，进而实现电力电缆的暂态分析。关键词：电力电缆；建模；频变；分数阶；加权余量法；矩阵法I华北电力大学硕士学位论文Ab