(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211316355.2 (22)申请日 2022.10.26 (71)申请人 南方电网科 学研究院有限责任公司 地址 510663 广东省广州市萝岗区科 学城 科翔路11号J1栋3、 4、 5楼及J3 栋3楼 (72)发明人 李炳昊　程建伟　赵林杰　袁耀　 郭伊宇　黄克捷　鲍连伟　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 孔祥玥 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 基于有限时域差 分法的有损线路仿真方法、 装置及设备 (57)摘要 本发明涉及输电线路运行维护技术领域， 提 供一种基于有 限时域差分法的有损线路仿真方 法、 装置及设备， 方法包括： 根据有损线路的半径 和长度确定FDTD网格尺寸； 无损寄生线路模型； 根据无损寄生线路模型半径和有损线路模型半 径分别与FDTD网格尺寸的比值之间的关系计算 修正系数， 并以修正系数对有损线路模型临近 FDTD网络区域的介电常数和磁导率进行修正， 构 建等效线路模 型； 以修正系数得到相对 无损寄生 线路模型的等效有损线路模型， 无需再以密集的 FDTD正交网络进行离散， 减少了 FDTD迭代计算的 计算量， 提高了 计算效率。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 115526085 A 2022.12.27 CN 115526085 A 1.一种基于有限时域差分法的有损线路仿真方法， 其特 征在于， 包括： 根据有损线路的半径和长度确定FDTD网格尺寸； 将FDTD轴向电场向量赋值为0， 得到无损寄生线路模型； 根据无损寄生线路模型半径和 有损线路模型半径分别与FDTD网格尺寸的比值之间的关系计算修正系数， 并以修正系数对 有损线路模型临近FDTD网络区域的介电常数和磁导 率进行修 正， 构建等效线路模型； 基于有损线路模型进行FDTD计算， 满足迭代步数或收敛要求后， 得到电场和磁场的计 算结果。 2.根据权利要求1所述的基于有限时域差分法的有损线路仿真方法， 其特征在于， 所述 根据有损 线路的半径和长度确定FDTD 网格尺寸之后， 还包括： 基于网格尺寸计算FDTD算法 的时间步长， 最大时间步长由最小的FDTD网格尺寸确定， 并满足克朗特判据。 3.根据权利要求1所述的基于有限时域差分法的有损线路仿真方法， 其特征在于， 所述 修正系数的表达式具体为： 式中， r0为无损寄生线路模型的半径， rd为有损线路模型的半径， Δs为有损线路模型径 向下FDTD的网格尺寸。 4.根据权利要求1所述的基于有限时域差分法的有损线路仿真方法， 其特征在于， 所述 无损寄生线路模型的半径为， 预设比例值与径向方向下网格尺寸的乘积。 5.根据权利要求1所述的基于有限时域差分法的有损线路仿真方法， 其特征在于， 所述 以修正系数对有损线路模型临近FDTD网络区域的介电常数和磁导 率进行修 正， 具体包括： 将与有损线路模型轴向垂直的正交电场向量所对应的介电常数与修正系数相乘， 获得 修正后的介电常数， 并替换对应位置的原介电常数； 将环绕有损线路模型轴向的正交磁场 向量所对应的磁导 率与修正系数相除， 获得修 正后的磁导 率， 并替换对应位置的原磁导 率。 6.根据权利要求1所述的基于有限时域差分法的有损线路仿真方法， 其特征在于， 所述 基于有损线路模型进行 FDTD计算包括： 迭代计算磁场向量， 磁场向量 值更新模型为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526085 A 2式中， Hx、 Hy、 Hz为三个正交方向的磁场向量， Ex、 Ey、 Ez为三个正交方向的电场向量， Δx、 Δy、 Δz为三个正交方向的网格尺 寸， i、 j、 k为基于FDTD网格编号的电磁场向量位置编号， q 表示时间步数， μ、 σm为磁导率和导磁系数。 7.一种基于有限时域差分法的有损线路仿真装置， 其特 征在于， 包括： 网格尺寸确定模块， 用于根据有损线路的半径和长度确定FDTD网格尺寸； 等效线路模型构建模块， 用于将FDTD轴向电场向量赋值为0， 得到无损 寄生线路模型； 根据无损寄生线路模型半径和有损线路模型半径分别与FDTD网格尺寸的比值之间的关系 计算修正系数， 并以修正系数对有损线路模型 临近FDTD网络区域的介电常数和磁导率进 行 修正， 构建等效线路模型； FDTD计算模块， 用于基于有损线路模型进行FDTD计算， 满足迭代步数或 收敛要求后， 得 到电场和磁场的计算结果。 8.根据权利要求7所述的基于有限时域差分法的有损线路仿真装置， 其特征在于， 网格 尺寸确定模块中， 所述根据有损线路的半径和长度确定FDTD网格尺 寸之后， 还包括： 基于网 格尺寸计算FDTD算法的时间步长， 最大时间步长由最小的FDTD 网格尺寸确 定， 并满足克朗 特判据。 9.根据权利要求7所述的基于有限时域差分法的有损线路仿真装置， 其特征在于， 等效 线路模型构建模块中， 所述 修正系数的表达式具体为： 式中， r0为无损寄生线路模型的半径， rd为有损线路模型的半径， Δs为有损线路模型径 向下FDTD的网格尺寸。 10.一种基于有限时域差分法的有损线路仿真设备， 其特征在于， 所述设备包括处理器 以及存储器： 所述存储器用于存 储程序代码， 并将所述 程序代码传输给 所述处理器； 所述处理器用于根据 所述程序代码中的指令执行权利要求1 ‑6任一项所述的基于有限 时域差分法的有损线路仿真方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526085 A 3