基于等效界面電荷的分層土壤結(jié)構(gòu)地電位分析

張 俊， 曹曉斌， 金煒東， 張思淵， 張彼德

(1.西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院， 成都610031；2.國(guó)網(wǎng)四川省電力公司甘孜供電公司，四川 甘孜626000；3.西南電力設(shè)計(jì)院有限公司，成都610021；4.西華大學(xué)電氣與電子信息學(xué)院，成都610051)

0 引言

高壓直流輸電(HVDC)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在跨區(qū)域長(zhǎng)距離輸電，區(qū)域大電網(wǎng)互聯(lián)方面得到了廣泛的應(yīng)用[1-2]。目前我國(guó)西電東送的大趨勢(shì)已基本形成，形成多條由西南水電基地通過(guò)HVDC直接送往東部沿海地區(qū)的通道，緩解了我國(guó)電力資源與負(fù)荷分布不均的矛盾。但當(dāng)HVDC單極運(yùn)行時(shí)，接地極和大地土壤作為輸電線路的回路，承擔(dān)著運(yùn)行電流的散流作用。此時(shí)巨大的電流將在數(shù)千公里的范圍內(nèi)散流，其散流特性與大范圍內(nèi)的土壤電阻率相關(guān)[3-8]，影響整個(gè)回路區(qū)域的地電位分布[9-10]，評(píng)估該區(qū)域地電位和電流場(chǎng)分布是研究其對(duì)環(huán)境影響的重要因素，其中電流散流區(qū)域的土壤模型是準(zhǔn)確計(jì)算地電位和電流場(chǎng)分布的關(guān)鍵。目前主要研究的土壤模型有均勻土壤模型、水平分層土壤模型、垂直分層土壤模型、復(fù)合分層土壤模型以及圓柱形、半球形土壤模型。這當(dāng)中格林函數(shù)仍然是求解問(wèn)題的關(guān)鍵。

有關(guān)格林函數(shù)在均勻和各種非均勻土壤模型中的求解、比較、分析，眾多學(xué)者做了大量深入細(xì)致的研究，取得了各種成果[11-13]。這當(dāng)中被積函數(shù)eλz和e-λz的系數(shù)是研究的焦點(diǎn)，針對(duì)諸如分離變量法、經(jīng)典鏡像法、復(fù)鏡像法、行波法、函數(shù)擬合法等方法的討論圍繞著計(jì)算復(fù)雜程度、精度與土壤層數(shù)的關(guān)系上[14-19]，滿足邊界條件下微分方程的特解是格林函數(shù)計(jì)算的依據(jù)。……