CN114970123A - 导线温度计算模型的构建方法、增容方法、系统及设备 - Google Patents

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CN114970123A CN202210506907.XA CN202210506907A CN114970123A CN 114970123 A CN114970123 A CN 114970123A CN 202210506907 A CN202210506907 A CN 202210506907A CN 114970123 A CN114970123 A CN 114970123A
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Abstract

本发明提供了导线温度计算模型的构建方法、增容方法、系统及设备，包括基于获取的导线所受的作用力对导线进行静态力学分析，得到导线的基本参数；基于导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到热平衡公式的计算系数；将得到计算系数的热平衡公式转化为导线温度表达式，并将导线温度表达式作为导线温度计算模型；其中，基本参数包括导线的风偏角、风偏平面内的档距、风偏平面内导线轴向应力、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热、风偏弧垂和线长。本发明构建的导线温度计算模型考虑了环境温度和导线的基本参数，得到更精准的导线载流量裕度值，进而根据该值对输电线路进行动态调控，充分利用了导线可用裕度。

Description

导线温度计算模型的构建方法、增容方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及输电线路动态增容技术领域，具体涉及导线温度计算模型的构建方法、增容方法、系统及设备。
背景技术
随着当前社会经济的不断快速发展以及电力工业蓬勃发展，人们对电力需求的增长速度远高于输电基础设施发展的速度，当前的许多输电线路已经从稳定限制转变为热限制。传统上，输电线路的传输容量定义是根据设计要求，即在严酷环境条件下计算出来的最大恒定电流，以满足电网的安全可靠运行，但未能充分挖掘输电线路的输电潜力。很多国家和地区都不同程度的存在输电容量提升问题，因此通过恰当合适的方法来提高输送容量非常重要。
传统的提高输电线路输送容量的措施主要包括：
(1)改善导线本身结构和材料：如使用大截面导线、采用耐热导线等；
(2)对线路结构进行调整：如采用同杆多回线路设计等：
(3)投入柔性直流输电技术(FACTS)装置，柔性直流输电技术是基于电力电子技术改造交流输电的系列技术，对交流电的无功(电压)、电抗和相角进行控制，从而有效提高交流系统的安全稳定性，使交流输电系统具有更高的柔性和灵活性，可以有效增加输电线路的容量，提高线路利用率。目前常用的柔性直流输电装置主要有统一潮流控制器、可控串联补偿器、静止补偿器等。
(4)采用特高压技术，现有1000kV特高压交流输变电和±800kV特高压直流输变电工程已经投入运行。
(5)动态无功补偿技术。动态无功补偿技术可根据系统需要快速调节无功、维持母线电压在额定值附近。控制无功潮流，提高线路的输电能力是动态无功补偿技术在输电系统中的主要作用之一。在一些长距离输电线路的中间安装一定容量的无功静止补偿装置(SVC)能够提高线路的输送能力。
(6)同塔多回和紧凑型输电技术。同塔多回输电技术是指在一个杆塔上架设多回线路。紧凑型输电技术是通过减少输电线相间距离和改变排列方式而减少线路波阻抗，增加容抗，提高线路的自然功率，从而提高线路输送容量，并且减少了占用走廊。
上述这些方法很多是通过重新建设使线路长期的静态输送能力得到改善，但新的输电线路的施工又受各因素的影响，包括建设周期长、投入资金大、对环境带来影响等，在经济、空间、环境等方面对传统的增容技术的发展造成了限制，所以说传统技术已经不能满足电力发展的需要。
因此，如何在不影响电网安全性、经济性、可靠性的前提下提高现有输电线路的输送容量，成为电网线路运行的一个急需解决的问题。从可持续发展和环境保护角度出发，解决输电线路的载流量问题应更加重视挖掘电网络的潜在能量，从而提高输电网的输送能力。
发明内容
为了解决传统技术多是通过重新建设使线路长期的静态输送能力得到改善，但新的输电线路的施工又受各因素的影响，对传统的增容技术的发展造成了限制的问题，本发明提供了一种导线温度计算模型的构建方法，包括：
基于获取的导线所受的作用力对所述导线进行静态力学分析，得到所述导线的基本参数；
基于所述导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数；
将得到计算系数的热平衡公式转化为导线温度表达式，并将所述导线温度表达式作为所述导线温度计算模型；
其中，所述基本参数包括导线的风偏角、风偏平面内的档距、风偏平面内导线轴向应力、风偏弧垂和线长；
所述环境参数包括：环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热。
可选的，所述基于获取的导线所受的作用力对所述导线进行静态力学分析，得到所述导线的基本参数，包括：
基于所述导线所受的自身重力、覆冰的重力、风力和架空线悬挂点计算导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力；
基于所述导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力计算导线的风偏弧垂和线长。
可选的，所述基于所述导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数，包括：
由所述导线的风偏弧垂、线长，同一时刻的环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热、以及所述环境温度对应导线交流电阻和电流最为一个数据组；
对不同时刻的数据组进行回归分析，得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数。
可选的，所述导线温度表达式如下式所示：
Figure BDA0003636352500000031
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
再一方面本发明还提供了一种导线温度计算模型的构建系统，包括：
参数计算模块，用于基于获取的导线所受的作用力对所述导线进行静态力学分析，得到所述导线的基本参数；
系数计算模块，用于基于所述导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数；
模型转换模块，用于将得到计算系数的热平衡公式转化为导线温度表达式，并将所述导线温度表达式作为所述导线温度计算模型；
其中，所述基本参数包括导线的风偏角、风偏平面内的档距、风偏平面内导线轴向应力、风偏弧垂和线长；
所述环境参数包括：环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热。
可选的，所述参数计算模块，包括：
第一计算子模块，用于基于所述导线所受的自身重力、覆冰的重力、风力和架空线悬挂点计算导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力；
第二计算子模块，用于基于所述导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力计算导线的风偏弧垂和线长。
可选的，所述系数计算模块包括：
数组构建子模块，用于由所述导线的风偏弧垂、线长，同一时刻的环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热、以及所述环境温度对应导线交流电阻和电流最为一个数据组；
回归分析子模块，用于对不同时刻的数据组进行回归分析，得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数。
可选的，所述导线温度表达式如下式所示：
Figure BDA0003636352500000041
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
再一方面，本发明还提供了基于导线平均温度的输电线路动态增容方法，包括：
获取导线所在的环境参数和导线参数；
将所述环境参数和导线参数输入到预先构建的导线温度计算模型中，得到导线的载流量裕度值；
基于所述导线的载流量裕度值对所述输电线路进行动态增容；
其中，所述环境参数包括环境温度；
所述导线参数包括：导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流；
所述导线温度计算模型采用上述所述的一种导线温度计算模型的构建方法构建的。
可选的，所述将所述环境参数和导线参数输入到预先构建的导线温度计算模型中，得到导线的载流量裕度值包括：
将所述环境温度、所述导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流带入导线温度表达式中，得到导线的载流量裕度值。
可选的，所述导线温度表达式如下式所示：
Figure BDA0003636352500000051
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
可选的，所述基于所述导线的载流量裕度值对所述输电线路进行动态增容，包括：
基于当前时刻所述导线的载流量裕度值调控输送容量，实现对所述输电线路的动态增容。
再一方面本发明还提供了基于导线平均温度的输电线路动态增容系统，包括：
获取模块，用于获取导线所在的环境参数和导线参数；
载流量计算模块，用于将所述环境参数和导线参数输入到预先构建的导线温度计算模型中，得到导线的载流量裕度值；
增容模块，用于基于所述导线的载流量裕度值对所述输电线路进行动态增容；
其中，所述环境参数包括环境温度；
所述导线参数包括：导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流；
所述导线温度计算模型采用如上述所述的一种导线温度计算模型的构建方法构建的。
可选的，所述载流量计算模块具体用于：
将所述环境温度、所述导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流带入导线温度表达式中，得到导线的载流量裕度值。
可选的，所述导线温度表达式如下式所示：
Figure BDA0003636352500000052
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
再一方面，本申请还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
处理器，用于执行一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的一种导线温度计算模型的构建方法或基于导线平均温度的输电线路动态增容方法。
再一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的一种导线温度计算模型的构建方法或基于导线平均温度的输电线路动态增容方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种导线温度计算模型的构建方法，包括基于获取的导线所受的作用力对所述导线进行静态力学分析，得到所述导线的基本参数；基于所述导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数；将得到计算系数的热平衡公式转化为导线温度表达式，并将所述导线温度表达式作为所述导线温度计算模型；其中，所述基本参数包括导线的风偏角、风偏平面内的档距、风偏平面内导线轴向应力、风偏弧垂和线长；所述环境参数包括：环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热。本发明构建的导线温度计算模型考虑了环境温度和导线的基本参数，使得对导线的载流量裕度值计算更精准。
本发明提供了基于导线平均温度的输电线路动态增容方法，包括获取导线所在的环境参数和导线参数；将所述环境参数和导线参数输入到预先构建的导线温度计算模型中，得到导线的载流量裕度值；基于所述导线的载流量裕度值对所述输电线路进行动态增容；其中，所述环境参数包括环境温度；所述导线参数包括：导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流。本发明采用导线温度计算模型计算得到更精确的载流量裕度值，进而根据该值对输电线路进行动态调控，充分利用了导线可用裕度，提高了输电效率。
附图说明
图1为本发明的一种导线温度计算模型的构建方法流程图；
图2为本发明的基于导线平均温度的输电线路动态增容方法流程图；
图3为本发明的基于导线平均温度的输电线路动态增容方法总体技术路线示意图。
具体实施方式
本发明提供基于导线平均温度的输电线路动态增容方法，能够实时监测线路所处环境信息，包括温度、湿度、风速、风向、日照辐射及导线张力、温度、振动、倾角，通过无线网络通信传输方式将线路实时信息传输到利用以上信息结合线路自身信息实现输电线路动态载流量的计算。
本发明提供了基于回归分析算法的导线温度计算模型，利用导线张力结合回归分析算法计算出导线的平均温度，能够更加准确的实现导线平均温度的测量
实施例1：
本发明提出了一种导线温度计算模型的构建方法，如图1所示，包括：
基于获取的导线所受的作用力对所述导线进行静态力学分析，得到所述导线的基本参数；
基于所述导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数；
将得到计算系数的热平衡公式转化为导线温度表达式，并将所述导线温度表达式作为所述导线温度计算模型；
其中，所述基本参数包括导线的风偏角、风偏平面内的档距、风偏平面内导线轴向应力、风偏弧垂和线长；
所述环境参数包括：环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热。
所述基于获取的导线所受的作用力对所述导线进行静态力学分析，得到所述导线的基本参数，包括：
基于所述导线所受的自身重力、覆冰的重力、风力和架空线悬挂点计算导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力；
基于所述导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力计算导线的风偏弧垂和线长。
首先计算导线所受的作用力，包括自身的重力、覆冰的重力、以及风力。由于在同一个档距内导线的受力大小并不一定相同，因此采用导线单位长度、单位截面上的荷载来计算导线受力情况。
下面结合图3本发明总技术路线示意图对本发明做详细介绍：
通过导线张力计算导线对地弧垂和风偏弧垂：
首先本发明创新地采用通过导线张力计算输电线路各档内的弧垂大小。
首先计算导线所受的作用力，包括自身的重力、覆冰的重力、以及风力。由于在同一个档距内导线的受力大小并不一定相同，因此采用导线单位长度、单位截面上的荷载来计算导线受力情况。
对导线的静态力学分析。通过对导线的静态力学分析，计算出导线的各基本参数。主要包括架空线悬挂点等高与不等高两种状态时风偏下的受力分析。架空线的风偏角是架空线在风力作用下偏斜位置与无风时的垂直位置间的夹角。首先根据导线自重比载、风荷比载、综合比载计算出导线的风偏角、风偏平面内的档距、风偏平面内导线轴向应力。再根据导线风偏平面内高差角计算导线风偏平面内的竖向应力，最后计算导线的风偏弧垂和线长。
所述基于所述导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数，包括：
由所述导线的风偏弧垂、线长，同一时刻的环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热、以及所述环境温度对应导线交流电阻和电流最为一个数据组；
对不同时刻的数据组进行回归分析，得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数。
通过回归分析算法搭建多因子导线温度模型：
由于输电线路导线弧垂大小与导线张力、导线实时温度、及气象条件等之间并不是简单地线性关系，在实际状态下，线路的张力越大，弧垂越小；温度越高，弧垂越大。但是当导线张力相同的情况下，导线弧垂大小却不一定相等，还有其他如气象条件等一些因素会影响到弧垂。又如导线温度除了和导线张力有关外，还与导线电流、气象条件等因素有关系，对于相同的导线电流，白天和夜晚的导线温度就不相同。因此采用回归分析方法，搭建多因子导线温度模型，进行导线温度的求取。
将得到计算系数的热平衡公式转化为导线温度表达式，并将所述导线温度表达式作为所述导线温度计算模型，具体包括：
热平衡公式如下式所示：
I2R(Tc)+Qs＝h(t)(Tc-Ta)+Qr
式中，h(t)为热传递系数，表示环境温度和风速、风向的综合影响，是通过已知的导线温度、导线电流等参数来求取的，消除了因为风速测量的不准而带来的误差。R(Tc)为温度Tc时的导线交流电阻，Ta为环境温度，Qs为日照时导线单位长度吸收的热量。Qr为导线单位长度的辐射散热。
由热平衡公式转化得到热传递系数表达式：
Figure BDA0003636352500000091
进而得到导线温度表达式如下式所示：
Figure BDA0003636352500000092
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
本发明中将输电线路最高允许温度以70度为例对本发明做详细介绍，则：
h70(t)≈h(t)；
Figure BDA0003636352500000093
式中，h70(t)为最高允许温度70度时的热传递系数；R70为最高允许温度时的导线交流电阻。则该公式记载输电线路最高允许温度为70度时，导线的载流量裕度值。
本发明提出了一种导线温度计算模型的构建方法，本模型利用导线张力、风速、电流计算出导线的实时平均温度，相对于传统的直接对点测量温度，本模型更加符合实际情况。
实施例2
基于同一发明构思，本发明还提供了一种导线温度计算模型的构建系统，包括：
参数计算模块，用于基于获取的导线所受的作用力对所述导线进行静态力学分析，得到所述导线的基本参数；
系数计算模块，用于基于所述导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数；
模型转换模块，用于将得到计算系数的热平衡公式转化为导线温度表达式，并将所述导线温度表达式作为所述导线温度计算模型；
其中，所述基本参数包括导线的风偏角、风偏平面内的档距、风偏平面内导线轴向应力、风偏弧垂和线长；
所述环境参数包括：环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热。
所述参数计算模块，包括：
第一计算子模块，用于基于所述导线所受的自身重力、覆冰的重力、风力和架空线悬挂点计算导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力；
第二计算子模块，用于基于所述导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力计算导线的风偏弧垂和线长。
所述系数计算模块包括：
数组构建子模块，用于由所述导线的风偏弧垂、线长，同一时刻的环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热、以及所述环境温度对应导线交流电阻和电流最为一个数据组；
回归分析子模块，用于对不同时刻的数据组进行回归分析，得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数。
所述导线温度表达式如下式所示：
Figure BDA0003636352500000101
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
实施例3
基于导线平均温度的输电线路动态增容方法，如图2所示，包括：
步骤1：获取导线所在的环境参数和导线参数；
步骤2：将所述环境参数和导线参数输入到预先构建的导线温度计算模型中，得到导线的载流量裕度值；
步骤3：基于所述导线的载流量裕度值对所述输电线路进行动态增容；
其中，所述环境参数包括环境温度；
所述导线参数包括：导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流；
所述导线温度计算模型采用上述的一种导线温度计算模型的构建方法构建的。
步骤1：获取导线所在的环境参数和导线参数，具体包括：
获取导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流，以及环境温度。
步骤2：将所述环境参数和导线参数输入到预先构建的导线温度计算模型中，得到导线的载流量裕度值，具体包括：
将所述环境温度、所述导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流带入导线温度表达式中，得到导线的载流量裕度值。
所述导线温度表达式如下式所示：
Figure BDA0003636352500000111
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
步骤3：所述基于所述导线的载流量裕度值对所述输电线路进行动态增容，具体包括：
基于当前时刻所述导线的载流量裕度值调控输送容量，实现对所述输电线路的动态增容。
本发明利用导线温度计算模型计算得出的输电线路导线平均温度，结合导线单位长度吸收热量大小、导线单位长度辐射散热量的大小、以及实时温度对应的导线电阻大小，推导计算出导线的实时载流量裕度。
通过本发明方法，能更加有效的利用输电线路进行输送容量的动态调控，充分利用导线可用裕度，提高输电效率。
实施例4
基于导线平均温度的输电线路动态增容系统，包括：
获取模块，用于获取导线所在的环境参数和导线参数；
载流量计算模块，用于将所述环境参数和导线参数输入到预先构建的导线温度计算模型中，得到导线的载流量裕度值；
增容模块，用于基于所述导线的载流量裕度值对所述输电线路进行动态增容；
其中，所述环境参数包括环境温度；
所述导线参数包括：导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流；
所述导线温度计算模型采用上述的一种导线温度计算模型的构建方法构建的。
所述载流量计算模块具体用于：
将所述环境温度、所述导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流带入导线温度表达式中，得到导线的载流量裕度值。
所述导线温度表达式如下式所示：
Figure BDA0003636352500000121
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
实施例5
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种导线温度计算模型的构建方法或基于导线平均温度的输电线路动态增容方法的步骤。
实施例6：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种导线温度计算模型的构建方法或基于导线平均温度的输电线路动态增容方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在发明待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (17)

1.一种导线温度计算模型的构建方法，其特征在于，包括：
基于获取的导线所受的作用力对所述导线进行静态力学分析，得到所述导线的基本参数；
基于所述导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数；
将得到计算系数的热平衡公式转化为导线温度表达式，并将所述导线温度表达式作为所述导线温度计算模型；
其中，所述基本参数包括导线的风偏角、风偏平面内的档距、风偏平面内导线轴向应力、风偏弧垂和线长；
所述环境参数包括：环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热。
2.如权利要求1所述的一种导线温度计算模型的构建方法，其特征在于，所述基于获取的导线所受的作用力对所述导线进行静态力学分析，得到所述导线的基本参数，包括：
基于所述导线所受的自身重力、覆冰的重力、风力和架空线悬挂点计算导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力；
基于所述导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力计算导线的风偏弧垂和线长。
3.如权利要求1所述的一种导线温度计算模型的构建方法，其特征在于，所述基于所述导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数，包括：
由所述导线的风偏弧垂、线长，同一时刻的环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热、以及所述环境温度对应导线交流电阻和电流最为一个数据组；
对不同时刻的数据组进行回归分析，得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数。
4.如权利要求1所述的一种导线温度计算模型的构建方法，其特征在于，所述导线温度表达式如下式所示：
Figure FDA0003636352490000021
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
5.一种导线温度计算模型的构建系统，其特征在于，包括：
参数计算模块，用于基于获取的导线所受的作用力对所述导线进行静态力学分析，得到所述导线的基本参数；
系数计算模块，用于基于所述导线的基本参数与对应的环境参数，采用回归分析算法得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数；
模型转换模块，用于将得到计算系数的热平衡公式转化为导线温度表达式，并将所述导线温度表达式作为所述导线温度计算模型；
其中，所述基本参数包括导线的风偏角、风偏平面内的档距、风偏平面内导线轴向应力、风偏弧垂和线长；
所述环境参数包括：环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热。
6.如权利要求5所述的一种导线温度计算模型的构建系统，其特征在于，所述参数计算模块，包括：
第一计算子模块，用于基于所述导线所受的自身重力、覆冰的重力、风力和架空线悬挂点计算导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力；
第二计算子模块，用于基于所述导线的风偏角、风偏平面内的档距和风偏平面内导线轴向应力计算导线的风偏弧垂和线长。
7.如权利要求5所述的一种导线温度计算模型的构建系统，其特征在于，所述系数计算模块包括：
数组构建子模块，用于由所述导线的风偏弧垂、线长，同一时刻的环境温度、导线单位长度吸收的热量、导线单位长度的辐射散热、以及所述环境温度对应导线交流电阻和电流最为一个数据组；
回归分析子模块，用于对不同时刻的数据组进行回归分析，得到由多因子组成的热平衡公式的计算系数。
8.如权利要求5所述的一种导线温度计算模型的构建系统，其特征在于，所述导线温度表达式如下式所示：
Figure FDA0003636352490000031
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
9.基于导线平均温度的输电线路动态增容方法，其特征在于，包括：
获取导线所在的环境参数和导线参数；
将所述环境参数和导线参数输入到预先构建的导线温度计算模型中，得到导线的载流量裕度值；
基于所述导线的载流量裕度值对所述输电线路进行动态增容；
其中，所述环境参数包括环境温度；
所述导线参数包括：导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流；
所述导线温度计算模型采用如权1-4所述的任一方法构建的。
10.如权利要求9所述的基于导线平均温度的输电线路动态增容方法，其特征在于，所述将所述环境参数和导线参数输入到预先构建的导线温度计算模型中，得到导线的载流量裕度值包括：
将所述环境温度、所述导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流带入导线温度表达式中，得到导线的载流量裕度值。
11.如权利要求10所述的基于导线平均温度的输电线路动态增容方法，其特征在于，所述导线温度表达式如下式所示：
Figure FDA0003636352490000032
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
12.如权利要求9所述的基于导线平均温度的输电线路动态增容方法，其特征在于，所述基于所述导线的载流量裕度值对所述输电线路进行动态增容，包括：
基于当前时刻所述导线的载流量裕度值调控输送容量，实现对所述输电线路的动态增容。
13.基于导线平均温度的输电线路动态增容系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取导线所在的环境参数和导线参数；
载流量计算模块，用于将所述环境参数和导线参数输入到预先构建的导线温度计算模型中，得到导线的载流量裕度值；
增容模块，用于基于所述导线的载流量裕度值对所述输电线路进行动态增容；
其中，所述环境参数包括环境温度；
所述导线参数包括：导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流；
所述导线温度计算模型采用如权1-4所述的任一方法构建的。
14.如权利要求13所述的基于导线平均温度的输电线路动态增容系统，其特征在于，所述载流量计算模块具体用于：
将所述环境温度、所述导线单位长度的辐射散热、日照时导线单位长度吸收的热量、导线在所述环境温度下的导线交流电阻和电流带入导线温度表达式中，得到导线的载流量裕度值。
15.如权利要求14所述的基于导线平均温度的输电线路动态增容系统，其特征在于，所述导线温度表达式如下式所示：
Figure FDA0003636352490000041
式中，I为导线的载流量裕度值；hmax(t)为最高允许温度的热传递系数；Tmax为最高允许温度；Ta为环境温度；Qr为导线单位长度的辐射散热；Qs为日照时导线单位长度吸收的热量；Rmax为最高允许温度时的导线交流电阻。
16.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
所述处理器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述的一种导线温度计算模型的构建方法或如权利要求9至12任一所述的基于导线平均温度的输电线路动态增容方法。
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述的一种导线温度计算模型的构建方法或如权利要求9至12任一所述的基于导线平均温度的输电线路动态增容方法。
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