CN103245379A - 高压输电线实时状态监测方法 - Google Patents

Abstract

一种高压输电线实时状态监测方法，涉及电力系统技术领域，所解决的是降低劳动强度及监测数据传输量的技术问题。该方法先采集12种监测量的数据，再根据采集的数据采用加权计算方式计算出输电线的实时状态监测综合值，然后再将输电线的实时状态监测综合值与线路预警上限值进行比较，并根据比较结果判断输电线的工况。本发明提供的方法，适用于监控高压输电线。

Description

高压输电线实时状态监测方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术，特别是涉及一种高压输电线实时状态监测方法的技术。

背景技术

高压输电线路多分布在野外，具有距离远、地点分散的特点，高压输电线路对用户供电起着至关重要的作用，最基本的要求就是安全运行。随着智能电网的发展，高压线路实时在线监测系统逐步推广，可以采集众多的实时在线信息以供决策，而大量的监测信息对调度中心数据传输和处理是一个挑战。

影响高压输电线路的因素包括：环境条件、线路实时状态、线路覆冰、线路舞动、污染情况、线路电气等。目前，对电力线路工况的掌握，一般采用定期巡视或者在线监测的方法，采用经验比对的方法来预防运行线路故障，以达到输电线路安全运行的目的。采用定期巡视的方式存在着严重的滞后问题，无法有效的实时发现线路故障隐患。采用在线监测的方式则由于输电线路的状态一直处于变化中，监测数据的采集量很大，远程上传大量的数据存在着一定的困难，而且现有监测方式都是由工作人员从单个监测项目来表征线路的运行工况，使得工作人员的劳动强度很高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能降低输电线监测数据传输量，降低工作人员的劳动强度的高压输电线实时状态监测方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种高压输电线实时状态监测方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）设定输电线的环境温度预警限值、环境湿度预警限值、环境风速预警限值、导线悬垂高度预警限值、导线跨越弧度预警限值、导线覆冰厚度预警限值、导线张力预警限值、导线舞动频率预警限值、导线舞动张力预警限值、导线表面污染度预警限值、大气污染浓度预警限值、线路潮流预警限值；

2）获取输电线所处环境的环境温度、环境湿度、环境风速、大气污染浓度，及输电线的导线悬垂高度、导线跨越弧度、导线覆冰厚度、导线张力、导线舞动频率、导线舞动张力、导线表面污染度、线路潮流；

其中，大气污染浓度是指大气中的二氧化硫气体浓度，导线悬垂高度是指输电线的最高点与最低点之间的竖向间距，导线跨越弧度是指输电线的弧长与弧半径的比值，导线覆冰厚度是指覆盖在输电线测量点部的冰层的厚度，导线张力是指输电线测量点处在切线方向的最大张力，导线舞动频率是指输电线在外力作用下的竖向舞动频率，导线舞动张力是指输电线在外力作用下舞动时的竖向最大张力，导线表面污染度是指输电线外表面受污染后泄露的电流值，线路潮流是指输电线的单相运行电流值；

3）计算输电线的实时状态监测综合值，具体计算公式为：

$y=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}((-1+2/n)f\left(x_i\right)+2(1-1/n)f\left(x_i\right)f\left(x_i\right));$

式中： $f\left(x_i\right)={\mathrm{\λ}}_i\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(r_{\mathrm{ij}}-a_{\mathrm{ij}});$

式中：1≤i≤n，n＝6，1≤j≤m；

其中，y为输电线的实时状态监测综合值，λ_i为f(x_i)的权值，f(x₁)为输电线的环境因素，f(x₂)为输电线的物理因素，f(x₃)为输电线的覆冰因素，f(x₄)为输电线的舞动因素，f(x₅)为输电线的污染因素，f(x₆)为输电线的电气因素；

当i=1时，m=3，此时r₁₁为输电线所处环境的环境温度，a₁₁为输电线的环境温度预警限值，r₁₂为输电线所处环境的环境湿度，a₁₂为输电线的环境湿度预警限值，r₁₃为输电线所处环境的环境风速，a₁₃为输电线的环境风速预警限值，如果f(x₁)中存在着r_1j>a_1j，则λ₁＝max(r_1j-a_1j)，反之则λ₁＝0；

当i=2时，m=2，此时r₂₁为输电线的导线悬垂高度，a₂₁为输电线的导线悬垂高度预警限值，r₂₂为输电线的导线跨越弧度，a₂₂为输电线的导线跨越弧度预警限值，如果f(x₂)中存在着r_2j>a_2j，则λ₂＝max(r_2j-a_2j)，反之则λ₂＝0；

当i=3时，m=2，此时r₃₁为输电线的导线覆冰厚度，a₃₁为输电线的导线覆冰厚度预警限值，r₃₂为输电线的导线张力，a₃₂为输电线的导线张力预警限值，如果f(x₃)中存在着r_3j>a_3j，则λ₃＝max(r_3j-a_3j)，反之则λ₃＝0；

当i=4时，m=2，此时r₄₁为输电线的导线舞动频率，a₄₁为输电线的导线舞动频率预警限值，r₄₂为输电线的导线舞动张力，a₄₂为输电线的导线舞动张力预警限值，如果f(x₄)中存在着r_4j>a_4j，则λ₄＝max(r_4j-a_4j)，反之则λ₄＝0；

当i=5时，m=2，此时r₅₁为输电线的导线表面污染度，a₅₁为输电线的导线表面污染度预警限值，r₅₂为输电线所处环境的大气污染浓度，a₅₂为输电线的大气污染浓度预警限值，如果f(x₅)中存在着r_5j>a_5j，则λ₅＝max(r_5j-a_5j)，反之则λ₅＝0；

当i=6时，m=1，此时r₆₁为输电线的线路潮流，a₆₁为输电线的线路潮流预警限值，如果f(x₆)中存在着r_6j>a_6j，则λ₆＝max(r_6j-a_6j)，反之则λ₆＝0；

4）计算线路预警上限值，具体计算公式为：

$\mathrm{limup}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\left((-1+2/n)\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{ij}}\right)+2(1-1/n)\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{ij}}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{ij}})$

其中，limup为线路预警上限值；

5）判断输电线状态，如果y>limup，则表明输电线状态出现异常，需要发出输电线预警信号，反之则表明输电线状态正常。

本发明提供的高压输电线实时状态监测方法，采用加权因子，综合了影响输电线状态的多种因素，对输电线的实时状态监测综合值进行计算，再将计算结果与线路预警上限值进行比对，判断出输电线的实时状态有否异常，输电线实时状态监测综合值的计算可以在本地进行，需要远程上传给监控中心的只有输电线实时状态监测综合值的计算结果，无需把所有监测数据一并上传，能有效降低输电线监测数据的传输量，工作人员只需要比对输电线实时状态监测综合值即可知晓输电线运行状态，能降低工作人员的劳动强度。

附图说明

图1是本发明实施例的高压输电线实时状态监测方法的监测流程图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种高压输电线实时状态监测方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）设定输电线的环境温度预警限值、环境湿度预警限值、环境风速预警限值、导线悬垂高度预警限值、导线跨越弧度预警限值、导线覆冰厚度预警限值、导线张力预警限值、导线舞动频率预警限值、导线舞动张力预警限值、导线表面污染度预警限值、大气污染浓度预警限值、线路潮流预警限值；

2）获取输电线所处环境的环境温度、环境湿度、环境风速、大气污染浓度，及输电线的导线悬垂高度、导线跨越弧度、导线覆冰厚度、导线张力、导线舞动频率、导线舞动张力、导线表面污染度、线路潮流；

其中，大气污染浓度是指大气中的二氧化硫气体浓度（会影响导线热稳定容量），导线悬垂高度是指输电线的最高点与最低点之间的竖向间距，导线跨越弧度是指输电线的弧长与弧半径的比值，导线覆冰厚度是指覆盖在输电线测量点部的冰层的厚度，导线张力是指输电线测量点处在切线方向的最大张力，导线舞动频率是指输电线在外力作用下的竖向舞动频率，导线舞动张力是指输电线在外力作用下舞动时的竖向最大张力，导线表面污染度是指输电线外表面受污染后泄露的电流值，线路潮流是指输电线的单相运行电流值；

3）计算输电线的实时状态监测综合值，具体计算公式为：

$y=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}((-1+2/n)f\left(x_i\right)+2(1-1/n)f\left(x_i\right)f\left(x_i\right));$

式中： $f\left(x_i\right)={\mathrm{\λ}}_i\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(r_{\mathrm{ij}}-a_{\mathrm{ij}});$

式中：1≤i≤n，n＝6，1≤j≤m；

其中，y为输电线的实时状态监测综合值，λ_i为f(x_i)的权值，f(x₁)为输电线的环境因素，f(x₂)为输电线的物理因素，f(x₃)为输电线的覆冰因素，f(x₄)为输电线的舞动因素，f(x₅)为输电线的污染因素，f(x₆)为输电线的电气因素；

当i=1时，m=3，此时r₁₁为输电线所处环境的环境温度，a₁₁为输电线的环境温度预警限值，r₁₂为输电线所处环境的环境湿度，a₁₂为输电线的环境湿度预警限值，r₁₃为输电线所处环境的环境风速，a₁₃为输电线的环境风速预警限值，如果f(x₁)中存在着r_1j>a_1j，则λ₁＝max(r_1j-a_1j)，反之则λ₁＝0；

当i=2时，m=2，此时r₂₁为输电线的导线悬垂高度，a₂₁为输电线的导线悬垂高度预警限值，r₂₂为输电线的导线跨越弧度，a₂₂为输电线的导线跨越弧度预警限值，如果f(x₂)中存在着r_2j>a_2j，则λ₂＝max(r_2j-a_2j)，反之则λ₂＝0，max为取最大数；

当i=3时，m=2，此时r₃₁为输电线的导线覆冰厚度，a₃₁为输电线的导线覆冰厚度预警限值，r₃₂为输电线的导线张力，a₃₂为输电线的导线张力预警限值，如果f(x₃)中存在着r_3j>a_3j，则λ₃＝max(r_3j-a_3j)，反之则λ₃＝0；

当i=4时，m=2，此时r₄₁为输电线的导线舞动频率，a₄₁为输电线的导线舞动频率预警限值，r₄₂为输电线的导线舞动张力，a₄₂为输电线的导线舞动张力预警限值，如果f(x₄)中存在着r_4j>a_4j，则λ₄＝max(r_4j-a_4j)，反之则λ₄＝0；

当i=5时，m=2，此时r₅₁为输电线的导线表面污染度，a₅₁为输电线的导线表面污染度预警限值，r₅₂为输电线所处环境的大气污染浓度，a₅₂为输电线的大气污染浓度预警限值，如果f(x₅)中存在着r_5j>a_5j，则λ₅＝max(r_5j-a_5j)，反之则λ₅＝0；

当i=6时，m=1，此时r₆₁为输电线的线路潮流，a₆₁为输电线的线路潮流预警限值，如果f(x₆)中存在着r_6j>a_6j，则λ₆＝max(r_6j-a_6j)，反之则λ₆＝0；

4）计算线路预警上限值，具体计算公式为：

$\mathrm{limup}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\left((-1+2/n)\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{ij}}\right)+2(1-1/n)\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{ij}}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{ij}})$

其中，limup为线路预警上限值；

5）判断输电线状态，如果y>limup，则表明输电线状态出现异常，需要发出输电线预警信号，反之则表明输电线状态正常。

Claims (1)

1.一种高压输电线实时状态监测方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）设定输电线的环境温度预警限值、环境湿度预警限值、环境风速预警限值、导线悬垂高度预警限值、导线跨越弧度预警限值、导线覆冰厚度预警限值、导线张力预警限值、导线舞动频率预警限值、导线舞动张力预警限值、导线表面污染度预警限值、大气污染浓度预警限值、线路潮流预警限值；

2）获取输电线所处环境的环境温度、环境湿度、环境风速、大气污染浓度，及输电线的导线悬垂高度、导线跨越弧度、导线覆冰厚度、导线张力、导线舞动频率、导线舞动张力、导线表面污染度、线路潮流；

其中，大气污染浓度是指大气中的二氧化硫气体浓度，导线悬垂高度是指输电线的最高点与最低点之间的竖向间距，导线跨越弧度是指输电线的弧长与弧半径的比值，导线覆冰厚度是指覆盖在输电线测量点部的冰层的厚度，导线张力是指输电线测量点处在切线方向的最大张力，导线舞动频率是指输电线在外力作用下的竖向舞动频率，导线舞动张力是指输电线在外力作用下舞动时的竖向最大张力，导线表面污染度是指输电线外表面受污染后泄露的电流值，线路潮流是指输电线的单相运行电流值；

3）计算输电线的实时状态监测综合值，具体计算公式为：

$y=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}((-1+2/n)f\left(x_i\right)+2(1-1/n)f\left(x_i\right)f\left(x_i\right));$

式中： $f\left(x_i\right)={\mathrm{\λ}}_i\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(r_{\mathrm{ij}}-a_{\mathrm{ij}});$

式中：1≤i≤n，n＝6，1≤j≤m；

其中，y为输电线的实时状态监测综合值，λ_i为f(x_i)的权值，f(x₁)为输电线的环境因素，f(x₂)为输电线的物理因素，f(x₃)为输电线的覆冰因素，f(x₄)为输电线的舞动因素，f(x₅)为输电线的污染因素，f(x₆)为输电线的电气因素；

当i=1时，m=3，此时r₁₁为输电线所处环境的环境温度，a₁₁为输电线的环境温度预警限值，r₁₂为输电线所处环境的环境湿度，a₁₂为输电线的环境湿度预警限值，r₁₃为输电线所处环境的环境风速，a₁₃为输电线的环境风速预警限值，如果f(x₁)中存在着r_1j>a_1j，则λ₁＝max(r_1j-a_1j)，反之则λ₁＝0；

当i=2时，m=2，此时r₂₁为输电线的导线悬垂高度，a₂₁为输电线的导线悬垂高度预警限值，r₂₂为输电线的导线跨越弧度，a₂₂为输电线的导线跨越弧度预警限值，如果f(x₂)中存在着r_2j>a_2j，则λ₂＝max(r_2j-a_2j)，反之则λ₂＝0；

当i=3时，m=2，此时r₃₁为输电线的导线覆冰厚度，a₃₁为输电线的导线覆冰厚度预警限值，r₃₂为输电线的导线张力，a₃₂为输电线的导线张力预警限值，如果f(x₃)中存在着r_3j>a_3j，则λ₃＝max(r_3j-a_3j)，反之则λ₃＝0；

当i=4时，m=2，此时r₄₁为输电线的导线舞动频率，a₄₁为输电线的导线舞动频率预警限值，r₄₂为输电线的导线舞动张力，a₄₂为输电线的导线舞动张力预警限值，如果f(x₄)中存在着r_4j>a_4j，则λ₄＝max(r_4j-a_4j)，反之则λ₄＝0；

当i=5时，m=2，此时r₅₁为输电线的导线表面污染度，a₅₁为输电线的导线表面污染度预警限值，r₅₂为输电线所处环境的大气污染浓度，a₅₂为输电线的大气污染浓度预警限值，如果f(x₅)中存在着r_5j>a_5j，则λ₅＝max(r_5j-a_5j)，反之则λ₅＝0；

当i=6时，m=1，此时r₆₁为输电线的线路潮流，a₆₁为输电线的线路潮流预警限值，如果f(x₆)中存在着r_6j>a_6j，则λ₆＝max(r_6j-a_6j)，反之则λ₆＝0；

4）计算线路预警上限值，具体计算公式为：

$\mathrm{limup}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\left((-1+2/n)\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{ij}}\right)+2(1-1/n)\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{ij}}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{ij}})$

其中，limup为线路预警上限值；

5）判断输电线状态，如果y>limup，则表明输电线状态出现异常，需要发出输电线预警信号，反之则表明输电线状态正常。

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