CN115293010A - 一种高压架空线路载流量计算方法、系统、设备和介质 - Google Patents

一种高压架空线路载流量计算方法、系统、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压架空线路载流量计算方法、系统、设备和介质，用于响应接收到的线路选定信息，确定目标输电线路，获取目标输电线路对应的环境参数并建立线路有限元模型，将环境参数输入线路有限元模型，确定目标输电线路对应的导线径向温度，根据环境参数，确定目标输电线路对应的线路热功率，根据目标输电线路对应的导线电路参数和环境参数计算导线交流电阻，根据导线径向温度的导数、线路热功率和导线交流电阻，确定目标输电线路对应的目标载流量；解决现有的架空输电线路载流量计算，会存在影响因素考虑的不够全面的问题，从而导致计算结果与实际载流量存在一定的偏差的技术问题。

Description

一种高压架空线路载流量计算方法、系统、设备和介质
技术领域
本发明涉及架空线路载流量测算技术领域，尤其涉及一种高压架空线路载流量计算方法、系统、设备和介质。
背景技术
架空线路主要是指架空明线，架设在地面之上，是用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。架设及维修比较方便，成本较低，但容易受到气象和环境（如大风、雷击、污秽、冰雪等）的影响而引起故障，同时整个输电走廊占用土地面积较多，易对周边环境造成电磁干扰。架空线路的主要部件有：导线和避雷线（架空地线）、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、拉线和接地装置等。
载流量是指在规定条件下，导体能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流。而载流量作为架空输电线路载流能力的重要标准，其取值的大小决定架空输电线路动态增容的合理性，对电力调度和建设极为重要。
现有的架空输电线路载流量计算，通常是使用《110kV~750kV架空输电线路设计规范》的摩根公式进行计算，但是会存在影响因素考虑的不够全面的问题，从而导致计算结果与实际载流量存在一定的偏差。
发明内容
本发明提供了一种高压架空线路载流量计算方法、系统、设备和介质，解决了现有的架空输电线路载流量计算，会存在影响因素考虑的不够全面的问题，从而导致计算结果与实际载流量存在一定的偏差的技术问题。
本发明第一方面提供的一种高压架空线路载流量计算方法，包括：
响应接收到的线路选定信息，确定目标输电线路，获取所述目标输电线路对应的环境参数并建立线路有限元模型；
将所述环境参数输入所述线路有限元模型，确定所述目标输电线路对应的导线径向温度；
根据所述环境参数，确定所述目标输电线路对应的线路热功率；
根据所述目标输电线路对应的导线电路参数和所述环境参数计算导线交流电阻；
根据所述导线径向温度的导数、所述线路热功率和所述导线交流电阻，确定所述目标输电线路对应的目标载流量。
可选地，所述环境参数包括铜芯结构参数和铝股结构参数，所述获取所述目标输电线路对应的环境参数并建立线路有限元模型的步骤，包括：
采用所述目标输电线路对应的铜芯结构参数和铝股结构参数，建立所述目标输电线路对应的二维导线模型；
调用拉伸命令对所述二维导线模型进行拉伸，建立线路有限元模型。
可选地，所述环境参数包括目标风速，所述将所述环境参数输入所述线路有限元模型，确定所述目标输电线路对应的导线径向温度的步骤，包括：
将所述目标风速输入所述线路有限元模型，生成多个导线径向温度实际值；
计算所述导线径向温度实际值的平均值，确定所述目标输电线路对应的导线径向温度。
可选地，所述环境参数包括导线温度、线路环境温度和线路日光量，所述根据所述环境参数，确定所述目标输电线路对应的线路热功率的步骤，包括：
采用导线表面空气传热系数、所述导线温度、预设雷诺数和所述线路环境温度，确定所述目标输电线路对应的对流散热功率；
采用斯忒藩-玻尔兹曼常数、导线直径、所述导线温度和所述线路环境温度，确定所述目标输电线路对应的辐射散热功率；
采用所述线路日光量和导线表面吸热系数，确定所述目标输电线路对应的日照吸热功率；
计算所述对流散热功率与所述辐射散热功率之间的第一和值；
计算所述第一和值与所述日照吸热功率之间的差值，得到所述目标输电线路对应的线路热功率。
可选地，所述采用所述线路日光量和导线表面吸热系数，确定所述目标输电线路对应的日照吸热功率的步骤，包括：
将所述线路日光量进行光电转化，生成转换电流值；
采用所述转换电流值与导线表面吸热系数，确定所述目标输电线路对应的日照吸热功率。
可选地，所述导线电路参数包括导线电流值和导线电阻率，所述根据所述目标输电线路对应的导线电路参数和所述环境参数计算导线交流电阻的步骤，包括：
采用所述导线温度和所述导线电流值，确定所述目标输电线路对应的导线截面电流参数；
所述导线截面电流参数的计算公式为：
Figure 626143DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 411697DEST_PATH_IMAGE002
表示所述导线截面电流参数，
Figure 38725DEST_PATH_IMAGE003
表示线路常数，
Figure 263033DEST_PATH_IMAGE004
表示所述导线温度，
Figure 262213DEST_PATH_IMAGE005
表示所述导线电流值；
采用所述导线截面电流参数、所述线路常数、导线数量、所述导线电阻率、导线平均节距比、所述导线温度、所述导线直径、预设集肤效应系数和预设铁损系数，确定所述目标输电线路对应的导线交流电阻；
所述导线交流电阻的计算公式为：
Figure 218668DEST_PATH_IMAGE006
其中，
Figure 834457DEST_PATH_IMAGE007
表示所述导线交流电阻，
Figure 862456DEST_PATH_IMAGE008
表示所述导线数量，
Figure 480256DEST_PATH_IMAGE009
表示所述导线电阻率，
Figure 607612DEST_PATH_IMAGE010
表示所述导线平均节距比，
Figure 445118DEST_PATH_IMAGE011
表示所述导线直径，
Figure 11229DEST_PATH_IMAGE012
表示所述预设集肤效应系数，
Figure 985001DEST_PATH_IMAGE013
表示所述预设铁损系数。
可选地，所述根据所述导线径向温度的导数、所述线路热功率和所述导线交流电阻，确定所述目标输电线路对应的目标载流量的步骤，包括：
计算预设导体材料的比热容与预设导线的质量之间的第一乘值；
计算所述第一乘值与所述导线径向温度的导数之间的第二乘值；
计算所述第二乘值与预设导线发热时间之间的第一比值；
计算所述第一比值与所述线路热功率之间的第二和值；
计算所述第二和值与所述导线交流电阻之间的第二比值；
计算所述第二比值的平方根，得到所述目标输电线路对应的目标载流量。
本发明第二方面提供的一种高压架空线路载流量计算系统，包括：
模型建立模块，用于响应接收到的线路选定信息，确定目标输电线路，获取所述目标输电线路对应的环境参数并建立线路有限元模型；
导线径向温度获取模块，用于将所述环境参数输入所述线路有限元模型，确定所述目标输电线路对应的导线径向温度；
线路热功率获取模块，用于根据所述环境参数，确定所述目标输电线路对应的线路热功率；
导线交流电阻获取模块，用于根据所述目标输电线路对应的导线电路参数和所述环境参数计算导线交流电阻；
目标载流量获取模块，用于根据所述导线径向温度的导数、所述线路热功率和所述导线交流电阻，确定所述目标输电线路对应的目标载流量。
本发明第三方面提供的一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一项所述的高压架空线路载流量计算方法的步骤。
本发明第四方面提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的高压架空线路载流量计算方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明当接收到用户发送的线路选定信息时，读取线路选定信息，确定目标输电线路，获取目标输电线路对应的环境参数，建立起目标输电线路对应的线路有限元模型，将获取到的环境参数数据输入到建立好的线路有限元模型中，获取到目标输电线路对应的径向温度分布场，根据径向温度分布场确定目标输电线路对应的导线径向温度，根据获取到的环境参数数据计算目标输电线路在运行中损耗的功率，从而确定目标输电线路对应的线路热功率，获取目标输电线路对应的导线电路参数，结合环境参数计算目标输电线路在运行时所产生的导线交流电阻，计算导线径向温度的导数，结合线路热功率与导线交流电阻，计算目标输电线路对应的目标载流量；解决现有的架空输电线路载流量计算，会存在影响因素考虑的不够全面的问题，从而导致计算结果与实际载流量存在一定的偏差的技术问题；因此，本发明充分考虑导线径向温度和环境参数对载流量的影响，能够准确的计算出高压架空线路的最大载流量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种高压架空线路载流量计算方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种高压架空线路载流量计算方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例二提供的部分导线径向温度分布图；
图4为本发明实施例三提供的一种高压架空线路载流量计算系统的结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种高压架空线路载流量计算方法、系统、设备和介质，用于解决现有的架空输电线路载流量计算，会存在影响因素考虑的不够全面的问题，从而导致计算结果与实际载流量存在一定的偏差的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种高压架空线路载流量计算方法的步骤流程图。
本发明提供的一种高压架空线路载流量计算方法，包括：
步骤101、响应接收到的线路选定信息，确定目标输电线路，获取目标输电线路对应的环境参数并建立线路有限元模型。
架空线路主要指的是架空明线，架设在地面之上，是用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。
线路选定信息，是指接收到用户发送的针对高压架空线计算其路载流量的线路选定信息请求，线路选定信息包括目标输电线路的所在区域、所在编号和/或所在位置。
环境参数，是指计算输电线路的载流量所涉及的参数数据。
线路有限元模型，是指运用有限元分析方法时候建立的输电线路模型，是一组仅在节点处连接、仅靠节点传力、仅在节点处受约束的单元组合体。
在本发明实施例中，当接收到用户发送的线路选定信息时，读取线路选定信息，确定目标输电线路，获取目标输电线路对应的环境参数，建立起目标输电线路对应的线路有限元模型。
步骤102、将环境参数输入线路有限元模型，确定目标输电线路对应的导线径向温度。
导线径向温度，是指根据目标输电线路运行中存在的径向温度分布场从而获取到的径向温度平均值。
在本发明实施例中，将获取到的环境参数数据输入到建立好的线路有限元模型中，获取到目标输电线路对应的径向温度分布场，根据径向温度分布场确定目标输电线路对应的导线径向温度。
步骤103、根据环境参数，确定目标输电线路对应的线路热功率。
线路热功率，是指在目标输电线路上因发热而损耗的功率，是用于计算线路载流量所需要的功率数据。
在本发明实施例中，根据获取到的环境参数数据计算目标输电线路在运行中损耗的功率，从而确定目标输电线路对应的线路热功率。
步骤104、根据目标输电线路对应的导线电路参数和环境参数计算导线交流电阻。
导线交流电阻，是指输电线路的阻抗，在输电线路运行中对交流电所起的阻碍作用，由于导线在空气中氧化而形成具有绝缘性的氧化铝膜，在铝绞线及钢芯铝绞线通电载流后导致功率损耗；因此，在计算输电线路载流量时，属于需要考虑的因素。
导线电路参数，是指输电线路在运行时的电路运行参数数据，是用于计算导线交流电阻的参数数据。
在本发明实施例中，获取目标输电线路对应的导线电路参数，结合环境参数计算目标输电线路在运行时所产生的导线交流电阻。
步骤105、根据导线径向温度的导数、线路热功率和导线交流电阻，确定目标输电线路对应的目标载流量。
目标载流量，是指目标输电线路在输送电能时所通过的电流量，在规定条件下，能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流。
在本发明实施例中，计算导线径向温度的导数，结合线路热功率与导线交流电阻，计算目标输电线路对应的目标载流量。
在发明实施例中，当接收到用户发送的线路选定信息时，读取线路选定信息，确定目标输电线路，获取目标输电线路对应的环境参数，建立起目标输电线路对应的线路有限元模型，将获取到的环境参数数据输入到建立好的线路有限元模型中，获取到目标输电线路对应的径向温度分布场，根据径向温度分布场确定目标输电线路对应的导线径向温度，根据获取到的环境参数数据计算目标输电线路在运行中损耗的功率，从而确定目标输电线路对应的线路热功率，获取目标输电线路对应的导线电路参数，结合环境参数计算目标输电线路在运行时所产生的导线交流电阻，计算导线径向温度的导数，结合线路热功率与导线交流电阻，计算目标输电线路对应的目标载流量；解决现有的架空输电线路载流量计算，会存在影响因素考虑的不够全面的问题，从而导致计算结果与实际载流量存在一定的偏差的技术问题；因此，本发明充分考虑导线径向温度和环境参数对载流量的影响，能够准确的计算出高压架空线路的最大载流量。
请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种高压架空线路载流量计算方法的步骤流程图。
本发明提供的一种高压架空线路载流量计算方法，包括：
步骤201、响应接收到的线路选定信息，确定目标输电线路，获取目标输电线路对应的环境参数并建立线路有限元模型。
在本发明实施例中，步骤201的具体实施过程与步骤101类似，在此不再赘述。
在本发明的另一个示例中，还可以按照输电线路所处区域进行划分，将每个区域内的所有输电线路进行编号，每个输电线路具有一个唯一的条目，条目用于存放输电线路的所在位置和所属编号，当接收到任一检测人员发送的线路选定信息，读取线路选定信息，获取线路选定信息中对应的目标输电线路所在区域、所属编号和所在位置，并校验条目中的输电线路的所在位置和所属编号与线路选定信息中的所属编号和所在位置是否一致，若一致则对其进行载流量的计算。
在本发明的另一个示例中，对所有输电线路进行划分区域，将每个区域内的所有输电线路进行编号，每个输电线路具有一个唯一的条目，条目用于存放输电线路的所在位置和所属编号，当接收到任一检测人员发送的线路选定信息，线路选定信息，获取线路选定信息中对应的目标输电线路所在区域和所属编号，并校验条目中的输电线路的所属编号与线路选定信息中的所属编号是否一致，若一致则对其进行载流量的计算。
在本发明的另一个示例中，对所有输电线路进行划分区域，将每个区域内的所有输电线路进行编号，每个输电线路具有一个唯一的条目，条目用于存放输电线路的所在位置和所属编号，当接收到任一检测人员发送的线路选定信息，读取线路选定信息，获取线路选定信息中对应的目标输电线路所在区域和所在位置，并校验条目中的输电线路的所在位置与线路选定信息中的所在位置是否一致，若一致则对其进行载流量的计算。
进一步地，环境参数包括铜芯结构参数和铝股结构参数，步骤201包括以下子步骤：
步骤S11、采用目标输电线路对应的铜芯结构参数和铝股结构参数，建立目标输电线路对应的二维导线模型。
在本发明实施例中，由于建立有限元模型包括了空气部分，但空气部分是一个极不规则的形状，直接建立较为复杂，因此本发明先将环境参数输入至ANSYS中，生成空气间隙面，建立二维导线模型。
在本发明实施例中，根据目标输电线路对应的铜芯结构参数和铝股结构参数，也就是目标输电线路对应的面积和截面，将铜芯结构参数和铝股结构参数输入至ANSYS中，生成空气间隙面，从而建立起目标输电线路对应的二维导线模型。
步骤S12、调用拉伸命令对二维导线模型进行拉伸，建立线路有限元模型。
在本发明实施例中，调用拉伸命令，通过ANSYS中的SOLID69单元将二维导线模型的轴线部分拉伸生成体，从而建立起目标输电线路对应的线路有限元模型。
需要说明的是，环境参数包括目标风速。
步骤202、将目标风速输入线路有限元模型，生成多个导线径向温度实际值。
在本发明实施例中，将目标风速输入到建立好的线路有限元模型中，生成导线径向温度分布场，从而获取多个导线径向温度实际值。
步骤203、计算导线径向温度实际值的平均值，确定目标输电线路对应的导线径向温度。
在本发明实施例中，根据获取到的多个导线径向温度实际值，计算其平均值，从而确定目标输电线路对应的导线径向温度。
在本发明的一个示例中，目标风速优选为0.7m/s，将目标风速为0.7m/s输入到线路有限元模型中，获得的导线径向温度分布如下表。
表1、部分导线径向温度理论值与导线径向温度实际值对比
Figure DEST_PATH_IMAGE014
由表1可得知，采用上述线路有限元模型，将目标风速输入线路有限元模型，能够准确地计算得到导线径向温度。
部分导线径向温度分布如图3所示，由图3可得知，导线温度中心温度高，表面低。
步骤204、根据环境参数，确定目标输电线路对应的线路热功率。
进一步地，环境参数包括导线温度、线路环境温度和线路日光量，步骤204包括以下子步骤：
步骤S21、采用导线表面空气传热系数、导线温度、预设雷诺数和线路环境温度，确定目标输电线路对应的对流散热功率。
对流散热功率的计算公式为：
Figure 2634DEST_PATH_IMAGE015
其中，
Figure 389753DEST_PATH_IMAGE016
表示对流散热功率，
Figure 431659DEST_PATH_IMAGE017
表示导线表面空气传热系数，
Figure 525516DEST_PATH_IMAGE004
表示导线温度，
Figure 758789DEST_PATH_IMAGE018
表示雷诺数，
Figure 367625DEST_PATH_IMAGE019
表示线路环境温度。
在本发明实施例中，采用导线表面空气传热系数、导线温度、预设雷诺数和线路环境温度，计算出目标输电线路对应的对流散热功率。
步骤S22、采用斯忒藩-玻尔兹曼常数、导线直径、导线温度和线路环境温度，确定目标输电线路对应的辐射散热功率。
辐射散热功率的计算公式为：
Figure 478801DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 427165DEST_PATH_IMAGE021
表示辐射散热功率，
Figure 395121DEST_PATH_IMAGE022
表示斯忒藩-玻尔兹曼常数，
Figure 163357DEST_PATH_IMAGE011
表示导线直径。
在本发明实施例中，获取斯忒藩-玻尔兹曼常数、导线直径、导线温度和线路环境温度，计算目标输电线路对应的辐射散热功率。
步骤S23、采用线路日光量和导线表面吸热系数，确定目标输电线路对应的日照吸热功率。
进一步地，步骤S23包括以下子步骤：
步骤S231、将线路日光量进行光电转化，生成转换电流值。
在本发明实施例中，通过达林顿型光敏三极管检测到线路日光量，通过光电转换模块将线路日光量进行光电转化，生成转换电流值。
步骤S232、采用转换电流值与导线表面吸热系数，确定目标输电线路对应的日照吸热功率。
日照吸热功率的计算公式为：
Figure 576759DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 441946DEST_PATH_IMAGE024
表示日照吸热功率，
Figure 518487DEST_PATH_IMAGE025
表示导线表面吸热系数，
Figure 774019DEST_PATH_IMAGE026
表示转换电流值。
在本发明实施例中，根据达林顿型光敏三极管检测到线路日光量，通过光电转换模块将线路日光量进行光电转化，生成转换电流值，采用转换电流值与导线表面吸热系数，计算日照吸热功率。
步骤S24、计算对流散热功率与辐射散热功率之间的第一和值。
在本发明实施例中，将对流散热功率与辐射散热功率进行计算，得到第一和值。
步骤S25、计算第一和值与日照吸热功率之间的差值，得到目标输电线路对应的线路热功率。
线路热功率的计算公式为：
Figure 23735DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 212270DEST_PATH_IMAGE028
表述线路热功率。
在本发明实施例中，计算第一和值与日照吸热功率之间的差值，得到线路热功率。
步骤205、根据目标输电线路对应的导线电路参数和环境参数计算导线交流电阻。
进一步地，导线电路参数包括导线电流值和导线电阻率，步骤205包括以下子步骤：
步骤S31、采用导线温度和导线电流值，确定目标输电线路对应的导线截面电流参数。
导线截面电流参数的计算公式为：
Figure 958247DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 28971DEST_PATH_IMAGE002
表示所述导线截面电流参数，
Figure 20061DEST_PATH_IMAGE003
表示线路常数，
Figure 797524DEST_PATH_IMAGE004
表示所述导线温度，
Figure 950288DEST_PATH_IMAGE005
表示所述导线电流值；
步骤S32、采用导线截面电流参数、线路常数、导线数量、导线电阻率、导线平均节距比、导线温度、导线直径、预设集肤效应系数和预设铁损系数，确定目标输电线路对应的导线交流电阻。
导线交流电阻的计算公式为：
Figure 242729DEST_PATH_IMAGE006
其中，
Figure 807484DEST_PATH_IMAGE007
表示所述导线交流电阻，
Figure 439453DEST_PATH_IMAGE008
表示所述导线数量，
Figure 91015DEST_PATH_IMAGE009
表示所述导线电阻率，
Figure 808435DEST_PATH_IMAGE010
表示所述导线平均节距比，
Figure 406906DEST_PATH_IMAGE011
表示所述导线直径，
Figure 955699DEST_PATH_IMAGE012
表示所述预设集肤效应系数，
Figure 479959DEST_PATH_IMAGE013
表示所述预设铁损系数。
在本发明实施例中，根据计算得到的导线截面电流参数，结合线路常数、导线数量、导线电阻率、导线平均节距比、导线温度、导线直径、预设集肤效应系数和预设铁损系数，计算导线交流电阻。
步骤206、根据导线径向温度的导数、线路热功率和导线交流电阻，确定目标输电线路对应的目标载流量。
进一步地，当导线流过电流
Figure DEST_PATH_IMAGE030
时，根据摩尔根公式建立导线热平衡方程；
导线热平衡方程为：
Figure 684676DEST_PATH_IMAGE031
进一步地，步骤206包括以下子步骤：
步骤S41、计算预设导体材料的比热容与预设导线的质量之间的第一乘值。
步骤S42、计算第一乘值与导线径向温度的导数之间的第二乘值。
步骤S43、计算第二乘值与预设导线发热时间之间的第一比值。
步骤S44、计算第一比值与线路热功率之间的第二和值。
步骤S45、计算第二和值与导线交流电阻之间的第二比值。
步骤S46、计算第二比值的平方根，得到目标输电线路对应的目标载流量。
目标载流量的计算公式为：
Figure 821259DEST_PATH_IMAGE032
其中，
Figure 896662DEST_PATH_IMAGE033
表示目标载流量，
Figure 857403DEST_PATH_IMAGE034
表示导体材料的比热容，
Figure 611732DEST_PATH_IMAGE035
表示导线的质量，
Figure 286427DEST_PATH_IMAGE036
表示导线径向温度，
Figure 481916DEST_PATH_IMAGE037
表示导线发热时间，
Figure 911761DEST_PATH_IMAGE038
表示导线径向温度的导数。
在本发明实施例中，导线径向温度的导数是指单位时间内导线温度的减少量。
在本发明实施例中，根据导线径向温度的导数、导体材料的比热容、导线的质量、导线径向温度、导线发热时间、线路热功率和导线交流电阻，计算目标输电线路对应的目标载流量。
在发明实施例中，当接收到用户发送的线路选定信息时，读取线路选定信息，确定目标输电线路，获取目标输电线路对应的环境参数，建立起目标输电线路对应的线路有限元模型，将获取到的环境参数数据输入到建立好的线路有限元模型中，获取到目标输电线路对应的径向温度分布场，根据径向温度分布场确定目标输电线路对应的导线径向温度，根据获取到的环境参数数据计算目标输电线路在运行中损耗的功率，从而确定目标输电线路对应的线路热功率，获取目标输电线路对应的导线电路参数，结合环境参数计算目标输电线路在运行时所产生的导线交流电阻，计算导线径向温度的导数，结合线路热功率与导线交流电阻，计算目标输电线路对应的目标载流量；解决现有的架空输电线路载流量计算，会存在影响因素考虑的不够全面的问题，从而导致计算结果与实际载流量存在一定的偏差的技术问题；因此，本发明充分考虑导线径向温度和环境参数对载流量的影响，能够准确的计算出高压架空线路的最大载流量。
请参阅图4，图4为本发明实施例三提供的一种高压架空线路载流量计算系统的结构框图。
本发明实施例提供了一种高压架空线路载流量计算系统，包括：
模型建立模块301，用于响应接收到的线路选定信息，确定目标输电线路，获取目标输电线路对应的环境参数并建立线路有限元模型。
导线径向温度获取模块302，用于将环境参数输入线路有限元模型，确定目标输电线路对应的导线径向温度。
线路热功率获取模块303，用于根据环境参数，确定目标输电线路对应的线路热功率。
导线交流电阻获取模块304，用于根据目标输电线路对应的导线电路参数和环境参数计算导线交流电阻。
目标载流量获取模块305，用于根据导线径向温度的导数、线路热功率和导线交流电阻，确定目标输电线路对应的目标载流量。
进一步地，环境参数包括铜芯结构参数和铝股结构参数，模型建立模块301包括：
二维导线模型建立子模块，用于采用目标输电线路对应的铜芯结构参数和铝股结构参数，建立目标输电线路对应的二维导线模型。
线路有限元模型建立子模块，用于调用拉伸命令对二维导线模型进行拉伸，建立线路有限元模型。
进一步地，环境参数包括目标风速，导线径向温度获取模块302包括：
第一处理子模块，用于将目标风速输入线路有限元模型，生成多个导线径向温度实际值。
第二处理子模块，用于计算导线径向温度实际值的平均值，确定目标输电线路对应的导线径向温度。
进一步地，环境参数包括导线温度、线路环境温度和线路日光量，线路热功率获取模块303包括：
对流散热功率获取子模块，用于采用导线表面空气传热系数、导线温度、预设雷诺数和线路环境温度，确定目标输电线路对应的对流散热功率。
辐射散热功率获取子模块，用于采用斯忒藩-玻尔兹曼常数、导线直径、导线温度和线路环境温度，确定目标输电线路对应的辐射散热功率。
日照吸热功率获取子模块，用于采用线路日光量和导线表面吸热系数，确定目标输电线路对应的日照吸热功率。
第一和值获取子模块，用于计算对流散热功率与辐射散热功率之间的第一和值。
线路热功率获取子模块，用于计算第一和值与日照吸热功率之间的差值，得到目标输电线路对应的线路热功率。
进一步地，日照吸热功率获取子模块包括：
转化单元，用于将线路日光量进行光电转化，生成转换电流值。
日照吸热功率计算单元，用于采用转换电流值与预设导线表面吸热系数，确定目标输电线路对应的日照吸热功率。
进一步地，导线电路参数包括导线电流值和导线电阻率，导线交流电阻获取模块304包括：
导线截面电流参数获取子模块，用于采用导线温度和导线电流值，确定目标输电线路对应的导线截面电流参数。
导线交流电阻计算子模块，用于采用导线截面电流参数、线路常数、导线数量、导线电阻率、导线平均节距比、导线温度、导线直径、预设集肤效应系数和预设铁损系数，确定目标输电线路对应的导线交流电阻。
进一步地，目标载流量获取模块305包括：
第一乘值获取子模块，用于计算预设导体材料的比热容与预设导线的质量之间的第一乘值。
第二乘值获取子模块，用于计算第一乘值与导线径向温度的导数之间的第二乘值。
第一比值获取子模块，用于计算第二乘值与预设导线发热时间之间的第一比值。
第二和值获取子模块，用于计算第一比值与线路热功率之间的第二和值。
第二比值获取子模块，用于计算第二和值与导线交流电阻之间的第二比值。
目标载流量获取子模块，用于计算第二比值的平方根，得到目标输电线路对应的目标载流量。
在发明实施例中，当接收到用户发送的线路选定信息时，读取线路选定信息，确定目标输电线路，获取目标输电线路对应的环境参数，建立起目标输电线路对应的线路有限元模型，将获取到的环境参数数据输入到建立好的线路有限元模型中，获取到目标输电线路对应的径向温度分布场，根据径向温度分布场确定目标输电线路对应的导线径向温度，根据获取到的环境参数数据计算目标输电线路在运行中损耗的功率，从而确定目标输电线路对应的线路热功率，获取目标输电线路对应的导线电路参数，结合环境参数计算目标输电线路在运行时所产生的导线交流电阻，计算导线径向温度的导数，结合线路热功率与导线交流电阻，计算目标输电线路对应的目标载流量；解决现有的架空输电线路载流量计算，会存在影响因素考虑的不够全面的问题，从而导致计算结果与实际载流量存在一定的偏差的技术问题；因此，本发明充分考虑导线径向温度和环境参数对载流量的影响，能够准确的计算出高压架空线路的最大载流量。
本发明实施例的一种电子设备，电子设备包括：存储器及处理器，存储器中储存有计算机程序；计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如上述任一实施例的高压架空线路载流量计算方法。
存储器可以是诸如闪存、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。例如，用于程序代码的存储空间可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘（CD）、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。这些代码当由计算处理设备运行时，导致该计算处理设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现如本发明任一实施例的高压架空线路载流量计算方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高压架空线路载流量计算方法，其特征在于，包括：
响应接收到的线路选定信息，确定目标输电线路，获取所述目标输电线路对应的环境参数并建立线路有限元模型；
将所述环境参数输入所述线路有限元模型，确定所述目标输电线路对应的导线径向温度；
根据所述环境参数，确定所述目标输电线路对应的线路热功率；
根据所述目标输电线路对应的导线电路参数和所述环境参数计算导线交流电阻；
根据所述导线径向温度的导数、所述线路热功率和所述导线交流电阻，确定所述目标输电线路对应的目标载流量。
2.根据权利要求1所述的高压架空线路载流量计算方法，其特征在于，所述环境参数包括铜芯结构参数和铝股结构参数，所述获取所述目标输电线路对应的环境参数并建立线路有限元模型的步骤，包括：
采用所述目标输电线路对应的铜芯结构参数和铝股结构参数，建立所述目标输电线路对应的二维导线模型；
调用拉伸命令对所述二维导线模型进行拉伸，建立线路有限元模型。
3.根据权利要求1所述的高压架空线路载流量计算方法，其特征在于，所述环境参数包括目标风速，所述将所述环境参数输入所述线路有限元模型，确定所述目标输电线路对应的导线径向温度的步骤，包括：
将所述目标风速输入所述线路有限元模型，生成多个导线径向温度实际值；
计算所述导线径向温度实际值的平均值，确定所述目标输电线路对应的导线径向温度。
4.根据权利要求1所述的高压架空线路载流量计算方法，其特征在于，所述环境参数包括导线温度、线路环境温度和线路日光量，所述根据所述环境参数，确定所述目标输电线路对应的线路热功率的步骤，包括：
采用导线表面空气传热系数、所述导线温度、预设雷诺数和所述线路环境温度，确定所述目标输电线路对应的对流散热功率；
采用斯忒藩-玻尔兹曼常数、导线直径、所述导线温度和所述线路环境温度，确定所述目标输电线路对应的辐射散热功率；
采用所述线路日光量和导线表面吸热系数，确定所述目标输电线路对应的日照吸热功率；
计算所述对流散热功率与所述辐射散热功率之间的第一和值；
计算所述第一和值与所述日照吸热功率之间的差值，得到所述目标输电线路对应的线路热功率。
5.根据权利要求4所述的高压架空线路载流量计算方法，其特征在于，所述采用所述线路日光量和导线表面吸热系数，确定所述目标输电线路对应的日照吸热功率的步骤，包括：
将所述线路日光量进行光电转化，生成转换电流值；
采用所述转换电流值与导线表面吸热系数，确定所述目标输电线路对应的日照吸热功率。
6.根据权利要求4所述的高压架空线路载流量计算方法，其特征在于，所述导线电路参数包括导线电流值和导线电阻率，所述根据所述目标输电线路对应的导线电路参数和所述环境参数计算导线交流电阻的步骤，包括：
采用所述导线温度和所述导线电流值，确定所述目标输电线路对应的导线截面电流参数；
所述导线截面电流参数的计算公式为：
Figure 164471DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 691398DEST_PATH_IMAGE002
表示所述导线截面电流参数，
Figure 736715DEST_PATH_IMAGE003
表示线路常数，
Figure 443508DEST_PATH_IMAGE004
表示所述导线温度，
Figure 133247DEST_PATH_IMAGE005
表示所述导线电流值；
采用所述导线截面电流参数、所述线路常数、导线数量、所述导线电阻率、导线平均节距比、所述导线温度、所述导线直径、预设集肤效应系数和预设铁损系数，确定所述目标输电线路对应的导线交流电阻；
所述导线交流电阻的计算公式为：
Figure 955709DEST_PATH_IMAGE006
其中，
Figure 81797DEST_PATH_IMAGE007
表示所述导线交流电阻，
Figure 789685DEST_PATH_IMAGE008
表示所述导线数量，
Figure 520880DEST_PATH_IMAGE009
表示所述导线电阻率，
Figure 514244DEST_PATH_IMAGE010
表示所述导线平均节距比，
Figure 878361DEST_PATH_IMAGE011
表示所述导线直径，
Figure 880952DEST_PATH_IMAGE012
表示所述预设集肤效应系数，
Figure 715921DEST_PATH_IMAGE013
表示所述预设铁损系数。
7.根据权利要求1所述的高压架空线路载流量计算方法，其特征在于，所述根据所述导线径向温度的导数、所述线路热功率和所述导线交流电阻，确定所述目标输电线路对应的目标载流量的步骤，包括：
计算预设导体材料的比热容与预设导线的质量之间的第一乘值；
计算所述第一乘值与所述导线径向温度的导数之间的第二乘值；
计算所述第二乘值与预设导线发热时间之间的第一比值；
计算所述第一比值与所述线路热功率之间的第二和值；
计算所述第二和值与所述导线交流电阻之间的第二比值；
计算所述第二比值的平方根，得到所述目标输电线路对应的目标载流量。
8.一种高压架空线路载流量计算系统，其特征在于，包括：
模型建立模块，用于响应接收到的线路选定信息，确定目标输电线路，获取所述目标输电线路对应的环境参数并建立线路有限元模型；
导线径向温度获取模块，用于将所述环境参数输入所述线路有限元模型，确定所述目标输电线路对应的导线径向温度；
线路热功率获取模块，用于根据所述环境参数，确定所述目标输电线路对应的线路热功率；
导线交流电阻获取模块，用于根据所述目标输电线路对应的导线电路参数和所述环境参数计算导线交流电阻；
目标载流量获取模块，用于根据所述导线径向温度的导数、所述线路热功率和所述导线交流电阻，确定所述目标输电线路对应的目标载流量。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的高压架空线路载流量计算方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-7任一项所述的高压架空线路载流量计算方法。
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