CN105676015B - 一种输电线路载流量计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种输电线路载流量计算方法，所述方法包括以下步骤：从电力线路中选取两段同型号、表面新旧程度相同的导线作为参考导线,两段处于相同环境气象参数，方向平行,即处于同样的日照辐射、风速风向之处；两段导线所处海拔高度不同；两段导线均布置有微气象监测装置、导线温度监测装置，使两段测量样本导线通过相同的电流，通过计算得出海拔高度与温升的影响关系，从而修正载流量计算公式。本方法较现有计算方法相比更为准确且实用性强，应用范围广，极大提高了载流量计算的普适性。
Description
技术领域：
本发明涉及一种输电线路载流量计算方法，更具体涉及一种考虑海拔影响的输电线路载流量计算方法。
背景技术：
近年来，电力发展步伐不断加快，用电负荷不断攀升，供电形势严峻，同时伴随着大规模间歇性新能源接入及负荷随机性增大，潮流的不确定性大大增加,输电线路走廊潮流越限的风险。负荷的迅猛增长，使得一些输电线路接近或达到热稳定限值，限制了输电线路的载流能力，影响了供电能力。从可持续性发展和环境保护角度出发，为了解决对输电容量的需求持续增长与建设新线路的困难矛盾，将更多的注意力转移到挖掘现有载流能力的潜力上，从而提高输电网的输送容量。
现有载流量计算方法中，利用输电线路温度监测、微气象监测装置，利用热稳定模型计算实时最大允许载流量。目前，热平衡方程中考虑了电力线路的辐射散热、对流散热、日照吸热和线路负载产生热量。《110kV～750kV架空输电线路设计规范》中对流散热采用风速、温度为参数的计算公式，计算较为简单，日照吸热计算时对于晴天取规定日照强度计算，辐射散热考虑导线辐射散热系数与温升等，没有考虑海拔因素对于温升的影响，因此计算出的电力线路载流量计算有一定偏差,会导致线路的导线预测温度出现较大的误差，从而影响到调度运行人员对允许载流量的判断。
为了提高计算模型准确度和普适性，提出一种考虑海拔影响的输电线路载流量计算方法。
发明内容：
本发明的目的是提供一种输电线路载流量计算方法，该方法准确且实用性强，应用范围广，极大提高了载流量计算的普适性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种输电线路载流量计算方法，所述方法包括以下步骤：
(1)选取导线样本；
(2)确定海拔影响系数k；
(3)确定电力线路的稳态热容；
(4)确定输电线路载流量。
本发明提供的一种输电线路载流量计算方法，所述步骤(1)导线样本为从输电线路中截取的两段型号相同、直径相同和表面新旧程度相同的导线。
本发明提供的一种输电线路载流量计算方法，所述导线样本包括参考导线和输电导线；并将所述参考导线与输电导线平行设置且间隔一定距离；所述距离使得导线受到风速、风向和日照辐射一致,且对于散热和吸热互不影响，并使两段导线处于相同环境气象参数下。
本发明提供的另一优选的一种输电线路载流量计算方法，所述步骤(2)中的的海拔影响系数通过将所述导线样本设置在不同海拔下的稳态电容确定。
本发明提供的再一优选的一种输电线路载流量计算方法两段导线样本的所述稳态电容通过下式确定：
其中，I导线为在海拔高度为H时导线载流量；WR为导线辐射散热功，WF为导线对流散热功，WS为导线日照吸热功；Rt为导线在允许温度时的交流电阻，Tc为H海拔时测量的导线温度，Ta为环境温度，k为海拔影响系数。
本发明提供的又一优选的一种输电线路载流量计算方法，当所述两段导线样本分置于海拔高度H1和H2的下，使两段导线样本通过相同的电流，稳定后通过设置的微气象监测装置和导线温度监测装置测得的导线温度和环境温度；并记录数据。
本发明提供的又一优选的一种输电线路载流量计算方法，所述微气象监测装置包括气象采集单元、太阳能供电系统和数据集中器；所述装置通过无线数据传输方式或OPGW专网，将采集到的输电线路风速、风向、气温、湿度参数，通过输电线路状态监测代理装置接入到输变电设备状态监测系统中。
本发明提供的又一优选的一种输电线路载流量计算方法，所述导线温度监测装置包括导线温度采集单元、太阳能供电系统和数据集中器，所属装置通过无线数据传输方式或OPGW专网，将采集到的导线温度等参数，通过输电线路状态监测代理装置接入到输变电设备状态监测系统中。
本发明提供的又一优选的一种输电线路载流量计算方法，所述海拔系数通过下式确定：
当两段导线样本通过相同的电流I1＝I2：
其中，WΣ2＝WR2+WF2-WS2，WΣ1＝WR1+WF1-WS1。
本发明提供的又一优选的一种输电线路载流量计算方法，所述步骤(3)中的稳态热容通过下式确定：
式中,I线路为电力线路的线路载流量,Tc为导线温度,Ta为环境温度,RTt为导线温度为T时的交流电阻，Hε为导线的海拔高度，k为海拔影响系数。
和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
1、本发明考虑海拔因素对于温升的影响，因此计算出的电力线路载流量计算偏差小；
2、本发明实用性强，应用范围广，计算较为准确；
3、本发明极大提高了载流量计算的普适性；
4、本发明为解决对输电容量的需求持续增长与建设新线路的困难矛盾作出了贡献；
5、本发明提高输电网的输送容量。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本例的发明一种输电线路载流量计算方法，所述方法包括以下步骤：
1)在所述输电导线取一段参考导线，所述参考导线的直径和表面新旧程度与输电导线保持一致，要求参考导线与输电导线平行设置且间隔一定距离，并使两者受到同样的日照辐射、风速、风向，两段处于相同环境气象参数；
2)将两段测量样本导线分置于海拔高度H1下，和H2的下，两段导线均布置有微气象监测装置、导线温度监测装置；使两段测量样本导线通过相同的电流，稳定后将测得的导线温度、环境温度记录。导线在两种测量环境下的稳态热容为
其中，I1为在海拔高度为H1时导线载流量，I2为在海拔高度为H2时导线载流量；WR为导线辐射散热功，WF为导线对流散热功，WS为导线日照吸热功；RT为导线在允许温度时的交流电阻。Tc为H海拔时测量的导线温度，Ta为环境温度。
当I1＝I2，即
3)将样本导线的海拔影响系数k作为电力线路的线路海拔对对流散热的影响系数,建立电力线路的稳态热容公式为:
式中,I为电力线路的线路载流量,Tc为导线温度,Ta为环境温度,RTt为导线温度为T时的交流电阻，Hε为导线的海拔高度。
4)需要计算输电线路的线路载流量时，需先利用导线温度在线监测装置及微气象装置测量出输电线路的当前导线温度及环境温度，以及导线所处海拔高度，并根据测得的输电线路温度根据公式得出导线的交流电阻；根据电力线路的当前线路温度、当前环境温度、当前交流电阻和海拔高度，依据载流量计算公式计算出输电线路载流量。
本发明提供的输电线路载流量计算方法,在计算输电线路载流量时，不但考虑了环境温度、导线温度、风速等环境因素对于辐射散热、对流散热、日照吸热、导线发热的影响，还考虑了海拔对于温升的影响，从而对于输电线路散热及吸热的总体影响因素，因此计算出的输电线路路载流量偏差较小，能减少由此引起的载流量提升后的预测误差。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (3)
1.一种输电线路载流量计算方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)选取导线样本；
(2)确定海拔影响系数k；
(3)确定电力线路的稳态热容；
(4)确定输电线路载流量；
所述步骤(1)导线样本为从输电线路中截取的两段型号相同、直径相同和表面新旧程度相同的导线；
所述导线样本包括参考导线和输电导线；并将所述参考导线与输电导线平行设置且间隔一定距离；所述距离使得导线受到风速、风向和日照辐射一致,且对于散热和吸热互不影响，并使两段导线处于相同环境气象参数下；
所述步骤(2)中的海拔影响系数通过将所述导线样本设置在不同海拔下的稳态电容确定；
两段导线样本的所述稳态电容通过下式确定：
其中，I导线为在海拔高度为H时导线载流量，WR为导线辐射散热功，WF为导线对流散热功，WS为导线日照吸热功；Rt为导线在允许温度时的交流电阻，Tc为H海拔时测量的导线温度，Ta为环境温度，k为海拔影响系数；
当所述两段导线样本分置于海拔高度H1和H2的下，使两段导线样本通过相同的电流，稳定后通过设置的微气象监测装置和导线温度监测装置得到导线温度和环境温度；并记录数据；
所述海拔影响系数通过下式确定：
当两段导线样本通过相同的电流I1＝I2：
其中,
WΣ2＝WR2+WF2-WS2，WΣ1＝WR1+WF1-WS1
所述步骤(3)中的稳态热容通过下式确定：
式中,I线路为电力线路的线路载流量,Tc为导线温度,Ta为环境温度,RTt为导线温度为T时的交流电阻，Hε为导线的海拔高度，k为海拔影响系数。
2.如权利要求1所述的一种输电线路载流量计算方法，其特征在于：所述微气象监测装置包括气象采集单元、太阳能供电系统和数据集中器；所述装置通过无线数据传输方式或OPGW专网，将采集到的输电线路风速、风向、气温、湿度参数，通过输电线路状态监测代理装置接入到输变电设备状态监测系统中。
3.如权利要求2所述的一种输电线路载流量计算方法，其特征在于：所述导线温度监测装置包括导线温度采集单元、太阳能供电系统和数据集中器，所述导线温度监测装置通过无线数据传输方式或OPGW专网，将采集到的导线温度参数，通过输电线路状态监测代理装置接入到输变电设备状态监测系统中。
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