近年来,复合型气体绝缘组合开关设备(HGIS)以其造价适中、占地面积小、运行安全可靠等优点,在我国超高压变电站建设中得到越来越多的应用。与此同时,变电站的大力建设亦带来一系列电磁环境问题,一直以来被人们高度关注。研究分析HGIS工频电场分布规律,对智能变电站设计与建设、电磁环境评估、消除民众对输变电工程电磁辐射不必要的担忧等有着重要的指导和现实意义。鉴于传统模拟电荷法(CSM)在布点和校验上过于繁琐,难以应对复杂计算场景的问题,本文提出将粒子群优化算法(PSO)和传统模拟电荷法结合,形成优化模拟电荷法(PSO-CSM),并将其应用到500kV HGIS配电装置区工频电场的计算与分析中。论文主要内容如下:(1)基于粒子群优化算法和模拟电荷法,提出将二者结合形成优化模拟电荷法,并对优化模拟电荷法基本思想进行了阐释,选取合理的适应度函数和终止策略,研究总结优化模拟电荷法应用步骤。基于优化模拟电荷法,只需给出模拟电荷位置和电荷量参数可行域,算法可自动寻找最佳的布点位置和电荷量值。(2)分析影响优化模拟电荷法计算精度和迭代效率的因素。为使算法在前期拥有良好的全局寻优能力,后期更加侧重局部精细化搜索,通过试验选取了合理的惯性权重因子取值策略。学习因子用以刻画算法中粒子向自己和社会学习的能力,需根据具体问题权衡这两方面。(3)为验证优化模拟电荷法的有效性和可行性,分别建立球-板、球端直棒-地、单相输电线、三相输电线的简化模型,确立优化问题,采用优化模拟电荷法分别给予计算。对于粒子群算法不能主动对复数进行优化的问题,提出将复数变量拆分为实部参数和虚部参数,连续变量寻优和组合寻优并行的方案。此外,为进一步提高优化算法迭代速度,对模拟电荷量值参数初始化进行了改进。(4)500kV HGIS配电装置区高压设备众多且外形复杂,为建立工频电场简化计算模型,分析了场域内主要影响和次要影响,提出了相应的简化原则。在此基础上建立了HGIS设备、悬挂管母线、“A”型架构、设备进出线等主要设备监护模型。采用优化模拟电荷法,计算分析配电装置区各主要设备对工频电场的影响以及整个配电装置区工频电场分布状况,提出了电场优化的相关建议和改进措施。