Optymalizacja rozkładu natężenia pola elektrycznego i magnetycznego wokół napowietrznych linii elektroenergetycznych
[ 1 ] Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Wydział Elektryczny, Politechnika Poznańska | [ D ] doktorant
[ 1 ] Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Wydział Elektryczny, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
[ 1 ] Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Wydział Elektryczny, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
EN Optimization of Electric and Magnetic Field Intensities in Proximity of Overhead Power Lines
polski
- natężenie pola elektrycznego
- natężenie pola magnetycznego
- linia elektroenergetyczna
- optymalizacja
- electric and magnetic field intensity
- power line
- optimization
PL Celem pracy było zastosowanie algorytmów optymalizacyjnych do wyznaczania parametrów geometrycznych napowietrznej linii elektroenergetycznej, pozwalających na redukcję wartości natężenia trójwymiarowego pola elektrycznego i magnetycznego o częstotliwości 50 Hz w określonym obszarze położonym w pobliżu linii elektroenergetycznej, przy wykorzystaniu technik modelowania pola elektrycznego oraz pola magnetycznego, w szczególności poprzez obliczenia numeryczne. Sformułowano hipotezę, że możliwa jest optymalizacja rozkładu 3-D natężenia pola elektrycznego i magnetycznego wokół napowietrznych linii elektroenergetycznych przy pomocy algorytmów heurystycznych. Prezentowana w pracy optymalizacja rozkładu natężenia pola elektrycznego i magnetycznego wykonywana została przy pomocy algorytmu genetycznego GA i roju cząstek PSO w środowisku MATLAB. Algorytm genetyczny został przystosowany do obliczeń za pomocą funkcji GA, znajdującej się w programie. Algorytm roju cząstek PSO został zaimplementowany do wykonania optymalizacji natężenia pola elektrycznego i magnetycznego za pomocą nowej, autorskiej funkcji napisanej w MATLAB-ie. W opracowanym modelu symulacyjnym zwis przewodów linii opisano za pomocą krzywej łańcuchowej. Wykorzystano metodę ładunków symulacyjnych (CSM), metodę odbić zwierciadlanych oraz zasadę superpozycji. Uwzględniono także zmienny rozkład ładunków wzdłuż przewodów linii, a w obliczeniach pola magnetycznego prądy wzbudzone w przewodach odgromowych i w dodatkowych przewodach redukcyjnych. Główne osiągnięcie autora rozprawy polega na opracowaniu środowiska komputerowego, dokonaniu częściowej weryfikacji wyników otrzymanych w procesie symulacji poprzez porównanie z wynikami pomiarów, przeprowadzenie optymalizacji parametrów geometrycznych linii elektroenergetycznych wysokich i najwyższych napięć, uwzględnieniu w procesie optymalizacji obecności przewodów redukcyjnych w linii elektroenergetycznej, optymalizacji rozkładu natężenia pola elektrycznego i magnetycznego w obszarze bliskiego występowania linii elektroenergetycznej i zabudowań na wysokościach większych od 2 metrów. Zaprezentowane wnioski pozwalają na stwierdzenie, że postawiona teza rozprawy została udowodniona, a założone cele rozprawy zostały osiągnięte.
EN The purpose of the work was to use optimization algorithms to determine the geometric parameters of an overhead power line, allowing the reduction of the value of the intensity of the three-dimensional electric and magnetic field with a frequency of 50 Hz in a specific area near the power line while using techniques of electric field modeling and magnetic field modeling in particular by numerical calculations. The hypothesis was formulated that it is possible to optimize the 3-D distribution of the electric and magnetic field intensity in proximity of overhead power lines using heuristic algorithms. Optimization of the electric and magnetic field distribution presented in the paper was performed by using the genetic algorithm GA and particle swarm algorithm PSO in the MATLAB environment. The genetic algorithm has been adapted for calculations using the GA function in the program. The PSO algorithm has been implemented to optimize the electric and magnetic field distribution using a new author's function written in MATLAB. The conductor sag was approximated by a chain curve. The charge simulation method (CSM), the method of images and the superposition principle were used in the simulations. Variable charge distribution along the line conductors as well as currents induced in the ground conductors and in additional reduction conductors were also taken into account. The main achievement of the author of the dissertation is the elaboration of a computer environment, partial verification of the results obtained in the simulation process by comparing with results of measurements, optimization the geometric parameters of an overhead power line, taking into account the presence of reducing conductors in the process of optimizing in the power line, optimization of the distribution of electric and magnetic field strength in the area of the near occurrence of the power line and buildings at heights greater than 2 meters. The presented conclusions allow to formulate the statement that thesis has been proven and objectives have been met.
137
elektrotechnika, elektronika, inżynieria informatyczna
elektrotechnika
DrOIN 2048
publiczny
Bernard Baron
Opole, Polska
11.10.2019
polski
publiczny
Kazimierz Jakubiuk
Gdańsk, Polska
21.10.2019
polski
publiczny
rozprawa doktorska
Poznań, Polska
23.01.2020
Rada Dyscypliny Automatyka, Elektronika i Elektrotechnika Politechniki Poznańskiej
doktor nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie: automatyka, elektronika i elektrotechnika