CN111239519A - 一种电能监测方法 - Google Patents

一种电能监测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111239519A
CN111239519A CN202010081339.4A CN202010081339A CN111239519A CN 111239519 A CN111239519 A CN 111239519A CN 202010081339 A CN202010081339 A CN 202010081339A CN 111239519 A CN111239519 A CN 111239519A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transmission cable
power transmission
electric energy
cable
temperature test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010081339.4A
Other languages
English (en)
Inventor
张军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202010081339.4A priority Critical patent/CN111239519A/zh
Publication of CN111239519A publication Critical patent/CN111239519A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本发明提供一种电能监测方法，本发明先通过温度试验并基于数据拟合分析的方法得到输电线缆的电阻取值与环境温度之间的关系，在准确确定输电线缆电缆的基础上，再计算得到实际输电过程中输电线缆中所产生的电能损耗值，由此可以有效避免由于温度变化导致电缆发生形变而无法准确确定或判断电力能源在输送过程中由电缆发热产生的损耗的问题，从而可以实现对电力能源输送过程中的有效输送电能的准确监测。

Description

一种电能监测方法
技术领域
本申请涉及电力系统领域，特别是涉及一种电能监测方法。
背景技术
计划用电是当前电力能源管理中常见的做法，可以确保电力能源的精准使用，避免出现不必要的能源浪费。计划用电过程中，根据已知的电能源输送初始值和电能输送过程中的损耗值即可准确预判出输送到用电设备的有效电能，因此准确确定电能输送过程中的损耗值则是精准计划用电的关键环节。输电线缆作为电力输送的主要路径提供者，在电力输送过程中存在由于自身发热而产生的电力损耗，该电力损耗是计划用电中必须考虑的环节之一，由此为了实现准确的用电计划，则必须精准的确定出电力输送过程中由于电缆发热而产生的损耗。
电缆发热所产生的损耗与电缆输送的电流、电缆电阻以及输送时间密切相关，其中电缆输送的电流和输送时间通常为一固定值，或者为一提前设定值，而电缆电阻则由于电缆所处环境温度的影响发生“热胀冷缩”效果，导致电缆电阻值发生变化，即在实际的电力输送过程中，电缆电阻值并不是一个确定值，而是随环境温度而变化的变化值，由此准确确定电缆电阻值则是准确确定电缆发热损耗的关键环节，也是实现精准计划用电的关键环节。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种电能监测方法，该方法充分考虑电缆由于所处环境温度变化而使输电线缆电阻变化，通过对输电线缆进行多次温度变化测试得到输电线缆电阻值与环境温度的关系，并基于此准确确定输电线缆电阻值和电缆发热所产生的损耗，从而实现对有效输送的电能准确监测。
本发明提供的一种电能监测方法，具体包括如下步骤：
S1、选取一条输电线缆作为温度试验用输电线缆，并将该温度试验用输电线缆接入温度试验电路中，所述温度试验电路保护供电电源端、温度试验用输电线缆、负载端，供电电源端和负载端分别设置在所述温度试验用输电线缆的电能输入端和输出端；
S2、获取所述温度试验用输电线缆的电能输入端出供电电源的输出电能US以及所述温度试验用输电线缆的电能输出端的负载端的输入值Ue；
S3、获取温度试验过程中所述温度试验用输电线缆所处环境温度T、输电线缆中的工作电流值I、温度试验所用时间t，以及该温度下所述温度试验用输电线缆的长度L(T)和截面积为S(T)；
S4、根据步骤S2获取的供电电源的输出电能US和负载端的输入值Ue计算得到电能输送过程中在输电线缆上所产生的电能损耗值Q；
S5、根据步骤S4获取的电能损耗值Q，以及步骤S3中获取的输电线缆中的工作电流值I和温度试验所用时间t，计算得到所述温度试验用输电线缆在所处环境温度T时的电阻值R(T)；
S6、改变所述环境温度T的取值分别为T1、T2……Tn，n为大于等于10的整数，重复步骤S2-S5得到n组环境温度Tn对应的输电线缆长度L(Tn)、截面积为S(Tn)以及输电线缆电阻R(Tn)的数值；
S7、对步骤S6中获取的n组输电线缆电阻R(Tn)、环境温度Tn、输电线缆长度L(Tn)、截面积为S(Tn)的数值进行数值拟合，由此得到输电线缆电阻R与环境温度T、输电线缆长度L、截面积为S的关系式：R＝f(T、L、S)；
S8、确定实际电力输送线路上输电线缆的长度L0以及所用线缆的截面积S0，并实时监测电力输送过程中输电线缆所处环境温度T0，以及供电电源端输出电能US0；
S9、基于步骤S7获取的输电线缆电阻R与环境温度T、输电线缆长度L、截面积为S的关系式和步骤S7中获取的实际输电线缆的长度L0以及所用线缆的截面积S0、输电线缆所处环境温度T0确定实际输电线缆的电阻R0＝f(T0、L0、S0)；
S10、基于所获取的实际输电线缆的电阻R0计算实际输电过程中输电线缆所产生的电能损耗值Q0，根据供电电源端输出电能U0以及电能损耗值Q0计算得到输入至负载端的有效电能U。
进一步的，所述步骤S1中选取的温度试验用输电线缆与步骤S8中确定的实际电力输送线路上输电线缆的型号相同。
进一步的，所述步骤S4计算输电线缆上所产生的电能损耗值Q的具体计算公式为：Q＝US-Ue。
进一步的，所述步骤S5中计算电阻值R(T)的具体计算公式为：R(T)＝Q/I2t。
进一步的，所述步骤S7中所采用的数值拟合方法具体为多项式拟合、曲线拟合等方法。
本发明带来的有益效果：本发明先通过温度试验并基于数据拟合分析的方法得到输电线缆的电阻取值与环境温度之间的关系，在准确确定输电线缆电缆的基础上，再计算得到实际输电过程中输电线缆中所产生的电能损耗值，由此可以有效避免由于温度变化导致电缆发生形变而无法准确确定或判断电力能源在输送过程中由电缆发热产生的损耗的问题，从而可以实现对电力能源输送过程中的有效输送电能的准确监测。
附图说明
为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1(a)为温度试验示意图，图1(b)为实际电力输送线路上输电线缆示意图；
图2为本发明提供的一种电能监测系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例一：
参见附图1，本发明提供的一种电能监测方法，具体包括如下步骤：
S1、选取一条输电线缆作为温度试验用输电线缆，并将该温度试验用输电线缆接入温度试验电路中，所述温度试验电路保护供电电源端、温度试验用输电线缆、负载端，供电电源端和负载端分别设置在所述温度试验用输电线缆的电能输入端和输出端；
S2、获取所述温度试验用输电线缆的电能输入端出供电电源的输出电能US以及所述温度试验用输电线缆的电能输出端的负载端的输入值Ue；
S3、获取温度试验过程中所述温度试验用输电线缆所处环境温度T、输电线缆中的工作电流值I、温度试验所用时间t，以及该温度下所述温度试验用输电线缆的长度L(T)和截面积为S(T)；
S4、根据步骤S2获取的供电电源的输出电能US和负载端的输入值Ue计算得到电能输送过程中在输电线缆上所产生的电能损耗值Q；
S5、根据步骤S4获取的电能损耗值Q，以及步骤S3中获取的输电线缆中的工作电流值I和温度试验所用时间t，计算得到所述温度试验用输电线缆在所处环境温度T时的电阻值R(T)；
S6、改变所述环境温度T的取值分别为T1、T2……Tn，n为大于等于10的整数，重复步骤S2-S5得到n组环境温度Tn对应的输电线缆长度L(Tn)、截面积为S(Tn)以及输电线缆电阻R(Tn)的数值；
S7、对步骤S6中获取的n组输电线缆电阻R(Tn)、环境温度Tn、输电线缆长度L(Tn)、截面积为S(Tn)的数值进行数值拟合，由此得到输电线缆电阻R与环境温度T、输电线缆长度L、截面积为S的关系式：R＝f(T、L、S)；
S8、确定实际电力输送线路上输电线缆的长度L0以及所用线缆的截面积S0，并实时监测电力输送过程中输电线缆所处环境温度T0，以及供电电源端输出电能US0；
S9、基于步骤S7获取的输电线缆电阻R与环境温度T、输电线缆长度L、截面积为S的关系式和步骤S7中获取的实际输电线缆的长度L0以及所用线缆的截面积S0、输电线缆所处环境温度T0确定实际输电线缆的电阻R0＝f(T0、L0、S0)；
S10、基于所获取的实际输电线缆的电阻R0计算实际输电过程中输电线缆所产生的电能损耗值Q0，根据供电电源端输出电能U0以及电能损耗值Q0计算得到输入至负载端的有效电能。
进一步的，所述步骤S1中选取的温度试验用输电线缆与步骤S8中确定的实际电力输送线路上输电线缆的型号相同。
进一步的，所述步骤S4计算输电线缆上所产生的电能损耗值Q的具体计算公式为：Q＝US-Ue。
进一步的，所述步骤S5中计算电阻值R(T)的具体计算公式为：R(T)＝Q/I2t。
进一步的，所述步骤S7中所采用的数值拟合方法具体为多项式拟合、曲线拟合等方法。
实施例二：
如图2所示，本发明还提供的一种电能监测系统，包括输入单元、温度监测模块、输电线缆电阻确定模块、电流传感器、时间模块、处理器，所述输入单元分别与输电线缆电阻确定模块、处理器连接，所述温度监测模块与所述输电线缆电阻确定模块连接，所述输电线缆电阻确定模块、电流传感器、时间模块分别与处理器连接。
进一步的，所述输入单元用于输入电力输送源输出的电量、输电线缆的长度L0和截面积S0，并将电力输送源输出的电量值发送至处理器，将输电线缆的长度和截面积发送至处理器输电线缆电阻确定模块。
进一步的，所述温度监测模块用于获取输电线缆所处环境温度T0，并将其监测结果发送至所述输电线缆电阻确定模块。
进一步的，所述输电线缆电阻确定模块根据前述步骤S7中计算得到的输电线缆电阻R与环境温度T、输电线缆长度L、截面积S的关系式，并基于所获取的环境温度T0、输电线缆长度L0、截面积S0得到输电线缆的电阻值。
进一步的，所述电流传感器、时间模块分别用于获取输电线缆中的工作电流值I和电力输送所用时间t。
进一步的，所述输电线缆电阻确定模块、电流传感器、时间模块分别将得到的输电线缆电阻值、工作电流值和工作时间发送至处理器中，所述处理器基于获取的输电线缆电阻值、工作电流值和工作时间确定电力输送过程中的电能损耗Q，并根据电力输送源输入至输电线缆的初始电能值和所获取的输电过程所产生的电能损耗值Q计算得到输电线缆终端实际有效的输送电能值。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种电能监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、选取一条输电线缆作为温度试验用输电线缆，并将该温度试验用输电线缆接入温度试验电路中，所述温度试验电路保护供电电源端、温度试验用输电线缆、负载端，供电电源端和负载端分别设置在所述温度试验用输电线缆的电能输入端和输出端；
S2、获取所述温度试验用输电线缆的电能输入端出供电电源的输出电能US以及所述温度试验用输电线缆的电能输出端的负载端的输入值Ue；
S3、获取温度试验过程中所述温度试验用输电线缆所处环境温度T、输电线缆中的工作电流值I、温度试验所用时间t，以及该温度下所述温度试验用输电线缆的长度L（T）和截面积为S（T）；
S4、根据步骤S2获取的供电电源的输出电能US和负载端的输入值Ue计算得到电能输送过程中在输电线缆上所产生的电能损耗值Q；
S5、根据步骤S4获取的电能损耗值Q，以及步骤S3中获取的输电线缆中的工作电流值I和温度试验所用时间t，计算得到所述温度试验用输电线缆在所处环境温度T时的电阻值R（T）；
S6、改变所述环境温度T的取值分别为T1、T2……Tn，n为大于等于10的整数，重复步骤S2-S5得到n组环境温度Tn对应的输电线缆长度L（Tn）、截面积为S（Tn）以及输电线缆电阻R（Tn）的数值；
S7、对步骤S6中获取的n组输电线缆电阻R（Tn）、环境温度Tn、输电线缆长度L（Tn）、截面积为S（Tn）的数值进行数值拟合，由此得到输电线缆电阻R与环境温度T、输电线缆长度L、截面积为S的关系式：R=f（T、L、S）；
S8、确定实际电力输送线路上输电线缆的长度L0以及所用线缆的截面积S0，并实时监测电力输送过程中输电线缆所处环境温度T0，以及供电电源端输出电能US0；
S9、基于步骤S7获取的输电线缆电阻R与环境温度T、输电线缆长度L、截面积为S的关系式和步骤S7中获取的实际输电线缆的长度L0以及所用线缆的截面积S0、输电线缆所处环境温度T0确定实际输电线缆的电阻R0= f（T0、L0、S0）；
S10、基于所获取的实际输电线缆的电阻R0计算实际输电过程中输电线缆所产生的电能损耗值Q0，根据供电电源端输出电能U0以及电能损耗值Q0计算得到输入至负载端的有效电能。
2.根据权利要求1所述的一种电能监测方法，其特征在于，所述步骤S1中选取的温度试验用输电线缆与步骤S8中确定的实际电力输送线路上输电线缆的型号相同。
3.根据权利要求1或2所述的一种电能监测方法，其特征在于，所述步骤S4计算输电线缆上所产生的电能损耗值Q的具体计算公式为：Q=US-Ue。
4.根据权利要求1所述的一种电能监测方法，其特征在于，所述步骤S5中计算电阻值R（T）的具体计算公式为：R（T）=Q/I2t。
5.根据权利要求1所述的一种电能监测方法，其特征在于，所述步骤S7中所采用的数值拟合方法具体为多项式拟合、曲线拟合等方法。
CN202010081339.4A 2020-02-06 2020-02-06 一种电能监测方法 Pending CN111239519A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010081339.4A CN111239519A (zh) 2020-02-06 2020-02-06 一种电能监测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010081339.4A CN111239519A (zh) 2020-02-06 2020-02-06 一种电能监测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111239519A true CN111239519A (zh) 2020-06-05

Family

ID=70870516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010081339.4A Pending CN111239519A (zh) 2020-02-06 2020-02-06 一种电能监测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111239519A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105277793A (zh) * 2015-11-17 2016-01-27 广州供电局有限公司 电缆导体交流电阻测量方法与系统
CN106093575A (zh) * 2016-06-01 2016-11-09 国网河北省电力公司电力科学研究院 一种变温下测量导体常温电阻率及电阻温度系数的方法
CN106451316A (zh) * 2016-11-28 2017-02-22 南京南瑞集团公司 模注型柔性直流电缆软接头反应力锥结构设计方法
CN106597104A (zh) * 2016-12-26 2017-04-26 河北国潜线缆有限责任公司 一种检测电线绝缘电阻阻值的装置及其检测方法
CN108051644A (zh) * 2017-12-25 2018-05-18 安徽博达通信工程监理有限责任公司 一种电缆电阻检测系统
CN109711037A (zh) * 2018-12-24 2019-05-03 上海华力集成电路制造有限公司 电阻模型及其提取方法
CN110631485A (zh) * 2019-11-05 2019-12-31 中铁十一局集团电务工程有限公司 一种电缆导体综合测试仪

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105277793A (zh) * 2015-11-17 2016-01-27 广州供电局有限公司 电缆导体交流电阻测量方法与系统
CN106093575A (zh) * 2016-06-01 2016-11-09 国网河北省电力公司电力科学研究院 一种变温下测量导体常温电阻率及电阻温度系数的方法
CN106451316A (zh) * 2016-11-28 2017-02-22 南京南瑞集团公司 模注型柔性直流电缆软接头反应力锥结构设计方法
CN106597104A (zh) * 2016-12-26 2017-04-26 河北国潜线缆有限责任公司 一种检测电线绝缘电阻阻值的装置及其检测方法
CN108051644A (zh) * 2017-12-25 2018-05-18 安徽博达通信工程监理有限责任公司 一种电缆电阻检测系统
CN109711037A (zh) * 2018-12-24 2019-05-03 上海华力集成电路制造有限公司 电阻模型及其提取方法
CN110631485A (zh) * 2019-11-05 2019-12-31 中铁十一局集团电务工程有限公司 一种电缆导体综合测试仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107219016B (zh) 计算igbt模块瞬态结温的方法和系统
Okoro Steady and transient states thermal analysis of a 7.5-kW squirrel-cage induction machine at rated-load operation
CN112214951B (zh) 分段式lstm的微网逆变器igbt可靠性评估方法及系统
Mohamed et al. Optimal scheduling of reconfigurable grids considering dynamic line rating constraint
US8332190B2 (en) Circuit simulator, circuit simulation method and program
CN111061986A (zh) 一种多运行模式的热电综合能源系统潮流计算方法
CN111239486A (zh) 一种电能监测方法及系统
CN111125947A (zh) 一种压接型igbt热网络模型建模方法和相关装置
CN109000825B (zh) 一种含谐波电流的电缆及其终端线芯温度计算方法
CN111814344A (zh) 一种架空输电线路载流量计算方法、系统及设备
CN216349195U (zh) 测量设备、电驱动器和监视系统
CN110197000B (zh) 隔离开关动态增容运行预测方法、装置、设备及存储介质
CN111239493A (zh) 一种输电线缆电阻测量方法
CN111239519A (zh) 一种电能监测方法
Jauregui-Rivera et al. Improving reliability assessment of transformer thermal top-oil model parameters estimated from measured data
CN106026255B (zh) 一种应用于充电系统的充电控制方法及充电系统
JP2005141669A (ja) グリッドコンピューティング及びグリッドコンピューティングにおける負荷分散方法
JP6596490B2 (ja) 系統機器の導入支援装置及び方法
CN111239492A (zh) 一种输电线缆电阻测量方法及系统
Chen et al. A digital twin model of the axial temperature field of a DC cable for millisecond calculations
Haq et al. An Availability Measurement of Multi Component Power Plant by Using Boolean Function Technique Under Different Distributions
CN115618747B (zh) 一种电缆热点状态的评价方法及装置
JP2015037332A (ja) 発電設備の監視システム
CN214585669U (zh) 一种采样电路及电子设备
CN107918697A (zh) 不依赖表皮温度排管敷设的三相电缆暂态温升获取方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200605