数值延拓法在非线性直流电场间接耦合计算中的应用

• 作者: 唐烈峥 阮江军 陈柔
• 来源期刊: 电网技术
• 学科: 工学
• 关键词: 非线性电场计算 数值延拓法 同伦方程 初值选取 大范围收敛
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 高电压技术
• 页码范围: 4605-4612
• 页数: 8页
• 分类号: TM721
• 语种: 中文
• DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.2617

摘要

高压直流设备的材料电导率取决于场强和温度的大小,高度非线性的电场分布可能导致数值求解的发散,而迭代初值的选择是计算收敛的关键之一.为此,提出了一种非线性直流电场间接耦合计算新方法,将原直流场问题转化为特定参数下的同伦方程,以削弱电导率的非线性为出发点,构造了2个具有明确物理意义的同伦方程,并采用数值延拓法对真解进行跟踪,从而扩大初始解的收敛域.以士200 kV直流模注型接头为例,利用数值延拓法结合Steffensen迭代公式计算得到了其电场分布,而采用传统间接耦合方法则会出现数值发散,最后对影响算法收敛性的迭代公式、同伦方程和延拓步长等因素进行了探讨.所提方法有助于提高非线性直流电场计算的大范围收敛性,可有效改善由迭代初值选取不当引起的数值发散问题.