CN104967109B - 交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法，确定线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构，确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压和最大直流电流；对所述直流单极额定电压和所述最大直流电流进行相乘处理，并对相乘处理后的结果进行加权处理，得到改造后的直流线路的额定功率；其中，所述加权处理中的权重与所述线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构正相关。本申请提供了一套完整的计算交流线路改造成直流线路后的额定功率计算方法，能够快速高效地计算出线路改造后的直流额定功率参数，使得计算的直流额定功率更加符合具体情况，更加真实，能够为工程初期的研究提供理论依据。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统交流线路改造领域，特别涉及一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法及系统。
背景技术
随着技术的发展，人们对电力系统中交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法越来越关注。
现在还没有一套完整的计算交流线路改造成直流线路后额定功率的方法。
因此，如何有效的确定交流线路改造成直流线路后的额定功率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法及系统，解决了现有技术中没有一套完整的计算交流线路改造成直流线路后额定功率的方法的问题。
其具体方案如下：
一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法，确定线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构，该方法包括：
确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压；
确定当前交流线路改造成直流线路后的最大直流电流；
对所述直流单极额定电压和所述最大直流电流进行相乘处理，并对相乘处理后的结果进行加权处理，得到改造后的直流线路的额定功率；
其中，所述加权处理中的权重与所述线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构正相关。
上述的方法，可选的，所述确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压，包括：
确定在相同绝缘子串长度下，交流连续运行电压Es和直流连续运行电压Uds之间的比值ks，
确定交流额定相电压有效值En和交流绝缘等级Einsulation之间的比值k1，
确定直流单极额定电压Udn和直流绝缘等级Uinsulation之间的比值k2，
确定交流每相绝缘子串长度和直流每极绝缘子串长度之间的比值r，
根据公式得到当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压Udn，
上述的方法，可选的，对于架空线路，根据所述架空线路周边的环境确定ks的取值；对于电缆线路，ks取值大于2。
上述的方法，可选的，根据交流传输线路能够承受四倍于正常电压有效值的过电压的要求，k1的取值范围为2.5～3，包括端点值。
上述的方法，可选的，根据直流线路的绝缘等级一般低于交流线路的绝缘等级的要求，k2的取值为1.7。
一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定系统，该系统还包括：
第一确定单元，用于确定线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构
第二确定单元，用于确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压；
第三确定单元，用于确定当前交流线路改造成直流线路后的最大直流电流；
加权处理单元，用于对所述直流单极额定电压和所述最大直流电流进行相乘处理，并对相乘处理后的结果进行加权处理，得到改造后的直流线路的额定功率；
其中，在所述加权处理单元中，加权处理的权重与所述线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构正相关。
上述的系统，可选的，所述第二确定单元，包括：
第四确定单元，用于确定在相同绝缘子串长度下，交流连续运行电压Es和直流连续运行电压Uds之间的比值ks，
第五确定单元，用于确定交流额定相电压有效值En和交流绝缘等级Einsulation之间的比值k1，
第六确定单元，用于确定直流单极额定电压Udn和直流绝缘等级Uinsulation之间的比值k2，
第七确定单元，用于确定交流每相绝缘子串长度和直流每极绝缘子串长度之间的比值r，
计算单元，用于根据公式得到当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压Udn，
本申请提供的一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法中，需要首先，确定线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构，然后，确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压；确定当前交流线路改造成直流线路后的最大直流电流；最后，对所述直流单极额定电压和所述最大直流电流进行相乘处理，并对相乘处理后的结果进行加权处理，得到改造后的直流线路的额定功率；其中，所述加权处理中的权重与所述线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构正相关。本申请提供了一套完整的计算交流线路改造成直流线路后的额定功率计算方法，能够快速高效地计算出线路改造后的直流额定功率参数，使得计算的直流额定功率更加符合具体情况，更加真实，可视为一种普适的直流额定功率计算方法，能够为工程初期的研究提供理论依据。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请的一种交流线路改造成直流线路后功率的确定方法实施例的流程图；
图2是本申请的一种交流线路改造成直流线路后功率的确定方法另一实施例的流程图；
图3是本申请的一种交流线路改造成直流线路后功率的确定系统实施例的结构示意图；
图4是本申请的一种交流线路改造成直流线路后功率的确定系统另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参考图1，示出了本申请一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法实施例的流程图，可以包括以下步骤：
步骤S101：确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压Udn。
不同的改造工程，涉及的交流线路不同，需要根据改造工程的情况，选定当前需要进行改造的交流线路。
本申请中，确定完待进行改造的当前交流线路后，需要确定线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构，本申请中线路改造回数一般为1或2，改造成的直流线路的拓扑结构包括单极金属回线形式，双极形式或者三级形式等等。
本申请中，需要确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压。
步骤S102：确定当前交流线路改造成直流线路后的最大直流电流Id。
步骤S103：对所述直流单极额定电压和所述最大直流电流进行相乘处理，并对相乘处理后的结果进行加权处理，得到改造后的直流线路的额定功率。
Pd＝ndUdnId
其中，nd为加权处理的权重，所述权重与所述线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构正相关。
当线路改造回数为1时，若直流系统为单极金属回线形式，那么权重为1；若直流系统为双极形式，那么权重为2；若直流系统为三极形式，那么权重为2.74。
当线路改造回数为2时，直流系统一般采用三回双极形式，此时权重为6。
本申请提供的一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法中，需要首先，确定线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构，然后，确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压；确定当前交流线路改造成直流线路后的最大直流电流；最后，对所述直流单极额定电压和所述最大直流电路进行相乘处理，并对相乘处理后的结果进行加权处理，得到改造后的直流线路的额定功率；其中，所述加权处理中的权重与所述线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构正相关。本申请提供了一套完整的计算交流线路改造成直流线路后的额定功率计算方法，能够快速高效地计算出线路改造后的直流额定功率参数，使得计算的直流额定功率更加符合具体情况，更加真实，可视为一种普适的直流额定功率计算方法，能够为工程初期的研究提供理论依据。
本申请中，参考图2，示出了本申请一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法另一实施例的流程图，所述确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压，可以包括以下步骤：
步骤S201：确定在相同绝缘子串长度下，交流连续运行电压Es和直流连续运行电压Uds之间的比值ks，
步骤S202：确定交流额定相电压有效值En和交流绝缘等级Einsulation之间的比值k1，
步骤S203：确定直流单极额定电压Udn和直流绝缘等级Uinsulation之间的比值k2，
步骤S204：确定交流每相绝缘子串长度和直流每极绝缘子串长度之间的比值r，
步骤S205：根据公式得到当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压Udn，
本申请中，对于架空线路，根据所述架空线路周边的环境确定ks的取值；对于电缆线路，ks取值大于2。
对于架空线路而言，在一些不利的环境条件下，如污染较为严重的区域，ks的取值为1附近。如果周边环境较为干净，那么ks可以取值为
本申请中，输电线路的绝缘设计需要充分考虑故障及开关动作下的过电压。交流传输线路要求能够承受四倍于正常电压有效值的过电压，进而要求其绝缘等级为正常电压的2.5～3倍，k1的取值范围为2.5～3，包括端点值。因而，k1可取2.5。
本申请中，由于换流器具有较快的控制能力，当出现过电压时，直流系统能够通过快速控制起到缓解严重过电压的作用，因此，其绝缘等级可以低于交流线路，一般取k2的值为1.7。
在交改直改造过程中，若原绝缘子等绝缘设备不进行更新，那么r近似可看做1；若绝缘设备进行了更新，那么r将小于1。
本申请中，可以直接测量交流线路额定相电压有效值，也可以通过交流传输功率的表达式推导出交流线路额定相电压的计算公式，将其带入到直流线路额定功率的计算公式中，进而通过确定直流线路最大直流电流和交流线路电流最大有效值之间的比值，即可以得到直流线路的额定功率，而不用进行实际的测量，计算过程更加简单、可靠、真实。
本申请，根据所述获取的参数值得到的所述交流线路传输功率的计算模型为：
其中，na为线路改造回数，一般为1或2。kac是交流线路实际输送容量与最大输送容量的比值，由于受安稳限制，正常运行时交流线路都不会以最大输送容量运行，kac的值一般为0.7-0.9，而在我国，这个系数可能会更低。为交流输电的功率因数。
将根据交流传输功率得到的En的表达式带入到中，得到
其中，ki为交流线路电流最大有效值IL和对应的改造后的直流线路最大直流电流Id之间的比值，
直流电流通常可以取交流线电流的额定值，即ki可取1。
假设ki＝1，r＝1，kac＝0.9，那么，Pd可以简化为
也就是说，只需要知道公式中的几个参数即可以计算出改造后的直流线路的额定功率，而不需要进行实际的测量，本发明能够快速高效地计算出线路改造后的直流功率参数。依据不同的工程参数，本发明计算所需改动的参数不多，范围不大，可视为一种普适的直流功率计算方法，能够为工程初期的研究提供理论依据。
与上述本申请一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法实施例所提供的方法相对应，参见图3，本申请还提供了一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定系统实施例，在本实施例中，该系统包括：
第一确定单元301，用于确定线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构；
第二确定单元302，用于确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压。
第三确定单元303，用于确定当前交流线路改造成直流线路后的最大直流电流。
加权处理单元304，用于对所述直流单极额定电压和所述最大直流电流进行相乘处理，并对相乘处理后的结果进行加权处理，得到改造后的直流线路的额定功率，其中，在所述加权处理单元中，加权处理的权重与所述线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构正相关。
参考图4，本申请还提供了一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定系统另一实施例，在本实施例中，所述第二确定单元，包括：
第四确定单元401，用于确定在相同绝缘子串长度下，交流连续运行电压Es和直流连续运行电压Uds之间的比值ks，
第五确定单元402，用于确定交流额定相电压有效值En和交流绝缘等级Einsulation之间的比值k1，
第六确定单元403，用于确定直流单极额定电压Udn和直流绝缘等级Uinsulation之间的比值k2，
第七确定单元404，用于确定交流每相绝缘子串长度和直流每极绝缘子串长度之间的比值r，
计算单元405，用于根据公式得到当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压Udn，
综上，本发明能够快速高效地计算出线路改造后的直流功率参数。依据不同的工程参数，本发明计算所需改动的参数不多，范围不大，可视为一种普适的直流功率计算方法，能够为工程初期的研究提供理论依据。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本申请所提供的一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (5)
1.一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定方法，其特征在于，确定线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构，该方法包括：
确定在相同绝缘子串长度下，交流连续运行电压Es和直流连续运行电压Uds之间的比值ks，
确定交流额定相电压有效值En和交流绝缘等级Einsulation之间的比值k1，
确定直流单极额定电压Udn和直流绝缘等级Uinsulation之间的比值k2，
确定交流每相绝缘子串长度和直流每极绝缘子串长度之间的比值r，
根据公式得到当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压Udn，
根据交流线路传输功率的计算关系式得到En的表达式并带入到所述直流单极额定电压的关系式中，得到所述直流单极额定电压的改进关系式；其中，所述交流线路传输功率的计算关系式为：
所述直流单极额定电压的改进关系式为：
na为线路改造回数；kac是交流线路实际输送容量与最大输送容量的比值；为交流输电的功率因数；
确定当前交流线路改造成直流线路后的最大直流电流Id；
对所述直流单极额定电压和所述最大直流电流进行相乘处理，并对相乘处理后的结果进行加权处理，得到改造后的直流线路的额定功率的关系式；所述改造后的直流线路的额定功率的关系式为：
Pd＝ndUdnId
依据所述直流单极额定电压的改进关系式与所述最大直流电流得到所述改造后的直流线路的额定功率的改进关系式，依据所述额定功率的改进关系式得到改造后的直流线路的额定功率；所述额定功率的改进关系式为：
其中，nd为加权处理的权重，所述加权处理中的权重与所述线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构正相关；ki为交流线路电流最大有效值IL和对应的改造后的直流线路最大直流电流Id之间的比值，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于架空线路，根据所述架空线路周边的环境确定ks的取值；对于电缆线路，ks取值大于2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据交流传输线路能够承受四倍于正常电压有效值的过电压的要求，k1的取值范围为2.5～3，包括端点值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，k2的取值为1.7。
5.一种交流线路改造成直流线路后额定功率的确定系统，其特征在于，该系统还包括：
第一确定单元，用于确定线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构；
第二确定单元，用于确定当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压；
第三确定单元，用于确定当前交流线路改造成直流线路后的最大直流电流Id；
其中，所述第二确定单元包括：
第四确定单元，用于确定在相同绝缘子串长度下，交流连续运行电压Es和直流连续运行电压Uds之间的比值ks，
第五确定单元，用于确定交流额定相电压有效值En和交流绝缘等级Einsulation之间的比值k1，
第六确定单元，用于确定直流单极额定电压Udn和直流绝缘等级Uinsulation之间的比值k2，
第七确定单元，用于确定交流每相绝缘子串长度和直流每极绝缘子串长度之间的比值r，
计算单元，用于根据公式得到当前交流线路改造成直流线路后的直流单极额定电压Udn，
改进单元，用于根据交流线路传输功率的计算关系式得到En的表达式并带入到所述直流单极额定电压的关系式中，得到所述直流单极额定电压的改进关系式；其中，所述交流线路传输功率的计算关系式为：
na为线路改造回数；kac是交流线路实际输送容量与最大输送容量的比值；为交流输电的功率因数
所述直流单极额定电压的改进关系式为：
加权处理单元，用于对所述直流单极额定电压和所述最大直流电流进行相乘处理，并对相乘处理后的结果进行加权处理，得到改造后的直流线路的额定功率的关系式；依据所述直流单极额定电压的改进关系式与所述最大直流电流得到所述改造后的直流线路的额定功率的改进关系式，依据所述额定功率的改进关系式得到改造后的直流线路的额定功率；所述改造后的直流线路的额定功率的关系式为：
Pd＝ndUdnId
所述额定功率的改进关系式为：
其中，nd为加权处理的权重，所述加权处理中的权重与所述线路改造回数以及改造成的直流线路的拓扑结构正相关；ki为交流线路电流最大有效值IL和对应的改造后的直流线路最大直流电流Id之间的比值,
<mrow>
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<mi>k</mi>
<mi>i</mi>
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<mo>=</mo>
<mfrac>
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| CN103972919A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-06 | 国网上海市电力公司 | 一种交改三极直流后直流额定电压的选取方法 |
| CN103972878A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-06 | 国网上海市电力公司 | 一种交流输电线路改造为直流输电线路的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |