架空导线动态增容的热路法稳态模型

应用动态增容技术提高现有架空导线的输送能力,需要准确计算架空导线的隐含容量。为此,首先分析了架空导线动态增容的基本原理并比较了各种传统动态增容模型的优缺点。然后,根据传热学理论建立了架空导线动态增容的热路法稳态模型,该模型仅需监测导线温度以及环境温度,并根据该模型推导了架空导线允许载流量的计算方法。最后,设计了室内、室外架空导线加载不同阶跃电流的温升实验。实验结果表明:在室内较稳定条件下,随着导线温度升高等效热阻RX逐渐减小,当温升达44°C时RX减小了7.7%;室外实验中根据模型计算的允许电流与实际值相对误差为-1.7%。可见,根据架空导线热路法稳态模型可实现对架空导线隐含稳态载流量的准确评估。     

一种基于环境去耦模型的架空导线动态增容方法

动态增容技术评估现有输电线路隐性输送容量以提升其电能输送能力,然而现有的动态增容技术由于设备的安装维护和环境传感器的限制难以推广实施。为此,提出架空导线动态增容的环境去耦模型。在模型的建立中定义环境热交换关联参数表征铝球装置与导线和环境之间的关联特性。利用最小二乘法确定参数的最优表达式,使模型的计算不依赖环境参数。最后设计并搭建环境模拟实验平台模拟铝球装置的运行。利用实验数据对模型进行求解,将模型的载流量计算结果与IEEE标准结果进行对比,验证了模型的准确性。研究结果表明应用环境去耦模型计算导线载流量时,模型的误差不超过7%。     

基于热稳定约束的架空导线增容计算研究

随着能源短缺问题日益严峻、供电可靠性要求不断提高,大幅度提高输电线路输送能力,降低输电成本势在必行,而热稳定约束是限制架空导线载荷能力的一个重要因素。在分析基于热平衡方程计算架空导线载流量的基础上,考虑蒸发散热对导线热稳定的影响,并对日照吸热的计算进行了优化,减少了载流量计算的误差。同时,利用交直流电阻比与电流的非线性关系简化了计算,使得载流量的计算简单易行。通过对三节点简单电力系统进行分析,讨论了传统载流量标准可能导致的问题,提出综合考虑热稳定约束与潮流变化,得到导线温升过程的曲线,由此判别架空导线的短期载荷能力。基于上述模型,开发了智能电网在线监测系统中动态增容监测模块,以提高电力系统运行的安全性和经济性。     

基于脉动参数热路模型的架空线路动态增容风险评估

架空输电线路动态增容的热路模型对环境气象依赖性小,但忽略了环境热阻脉动,故当线路温度波动时,增容风险评估可能出现偏差。为此,通过引入平均热阻和脉动热阻参数,提出了一种计及参数脉动特性的线路增容热路模型。基于参数辨识和马尔可夫链方法,对模型参数及其随机特性进行了确定。利用架空导线温升实验平台,对所提模型有效性进行了验证。实验与计算结果表明:当导线温度存在波动时,参数辨识方法得到的平均热阻精度高于传统计算方法;马尔可夫链能够得到脉动热阻的统计规律,并生成随机特性相似的模拟序列;得到热阻参数后,所述模型能够描述导线温度受环境气象影响而产生的波动,并以概率形式对载流量进行有效估计,将增容风险控制在合理范围内,为电力系统运行和调度提供必要依据。     

高压架空导线径向热路模型及其参数计算方法

为计算不同载流时的高压架空导线径向温度,利用径向热平衡原理,提出了基于状态方程形式的径向温度热路模型。根据几何分析,提出了径向环状截面内导线的热功率及热容计算方法。通过线性回归方法,对模型中不同截面内导线的径向热阻进行了灰箱辨识。为验证模型准确度,设计了径向温度梯度测量的实验平台,在实验室内对加载不同电流情况下的导线径向温度进行了实测。通过Simulink对径向热路模型进行了仿真,仿真与实验结果的对比表明,自然对流条件下,热路模型平均误差小于3.16%,能够用于计算不同电流时的导线径向温度梯度。     

超高压输电电缆动态增容计算及双线增容策略

指出国内在制定输电电缆载容量上限时,考虑到各种环境因素,一般都制定得比较保守.但在很多情况下这样的限制浪费了线路的输送能力.在保证电缆温度不越限的前提下,通过建立完善的电缆导体实时温度模型,配合成熟的温度监测技术,借以软件实时演算出当前可行的短时增容方案供调度参考,使得电缆线路能在一定时间内发挥其最大的输电能力.文中的动态增容技术已在上海杨建2145等四回220 kV电缆上试应用,为超高压电缆调控提供了更多的可行策略.提出并分析了双回路暂态增容时两种方案的博弈问题,通过算例定量地指出了双线同时增容方案和单回路轮流增容方案的优势区间,为暂态增容方案优化提供了可靠的依据.     

基于内点法参数辨识的架空导线径向热路模型

为克服架空导线径向热参数难以理论计算的问题,基于径向导热时间常数及导线载流温升变化率两类热路参数,建立了状态方程形式的导线径向热路模型.利用模型响应构造了热路参数辨识的非线性目标函数,通过内点法求得参数辨识最优解.根据辨识结果建立了模型参数与载流量函数关系的拟合多项式.设计了架空导线径向温升实验平台,在自然对流条件下对LGJ-400导线温升过程进行了实测.研究结果表明:架空导线径向温差及各层导线载流温升变化率均随载流量的提高呈增大趋势,径向导热时间常数变化不呈明显单调性规律;所提模型的最大平均相对误差为2.12％,IEEE标准计算模型最大平均相对误差高达9.19％.故径向热路模型具有更高计算精度,可用于估计自然对流条件下的导线径向温度分布.     

架空输电线路动态增容研究

提出在导线允许运行温度不变、保证运行安全性的前提下,采用线路导线温度、风速、日照、载流量等的检测及数据传输装置,利用输电线路实时增容监测分析系统提高输电能力。介绍了输电线路实时动态增容监测分析系统的基本原理、系统组成、主要功能及发展远景。     

架空输电线路增容方法研究

介绍架空输电线路增容方法,利用输电线路实时增容监测分析系统进一步提高输送能力。     

基于SCADA信息追踪输电线路动态热定值

借助输电线路数据采集与监控(SCADA)系统量测的信息,建立输电线路温度及热平衡微分方程参数的连续估计,进行输电线路动态热定值(DTR)的软实现.首先,基于载流导体电阻与温度变化间明确的物理解析规律,利用输电线路两端量测建立输电线路电阻的扩展估计模型,从而间接得到输电线路温度;其次,考虑电阻变化的马尔可夫特性,利用相邻时刻的先验信息对估计电阻值进行修正,以提高估计精度;最后,利用已知输电线路温度序列,采用渐消递推最小二乘估计实现简化热平衡方程参数的估计,从而通过载流等电气量测间接实现了硬DTR设备的功能.以山东烟台电网实测数据验证了方法的可行性.     

基于架空导线动态模式的经济电流密度

从架空线路年计算费用的构成和计算入手,导出了导线经济电流密度J_∞的计算式,提出了导线价格α和电能单价β两个动态参数是影响架空导绒经济电流密度的两大主要因素,并分析了三者间的相关关系;阐明了原国家颁布的经济电流密度在现阶段使用的不合理性,给出了现阶段经济电流密度推荐值及方便实用的J_β=f(α/β)曲线,为动态模式下架空导线经济电流密度的取值提供了方法和依据。     

提高输电线路输送容量DLR系统的相关理论研究

采用动态提高输电线路输送容量技术能够极大地提升我国电网输送能力,起到少建或缓建输电线路的目的。文中在复杂的有风状态下,对导线进行受力分析,在风偏平面内建立导线的张力、弧垂的力学分析计算模型。利用温度和弧垂的关系,对架空线路状态方程进行修正,得出导线的最终温度。针对目前计算导线输送容量的几种数学模型的特点和存在的问题,采用了WM和TS模型相结合的热动力学数学模型来计算线路容量,使系统能够得到最优的动态容量曲线。初步的仿真试验结果证明了该模型的有效性和实用性。最后结合DLR技术的特点和目前我国电网存在的问题,阐述了我国电网采用DLR技术的必要性及意义。     

基于径向基神经网络的输电线路动态容量在线预测

在线预测输电线路的动态热容量,合理安排负荷高峰时期运行方式和调度管理,对输电线路的安全和经济运行具有重要意义,同时也对确定风电等间歇式可再生能源的接入容量提供技术支持.为此,提出了利用径向基神经网络实现线路动态容量的在线预测方法.该方法首先利用径向基神经网络进行风速和日照辐射温度的在线学习和预测,基于IEEE 738标准进行输电线路动态容量的在线短期预测.利用典型的夏季和冬季实测数据进行动态容量预测后发现,预测未来1、2、4 h的动态容量的最大相对误差分别在10%、20%、40%以内.将短期的负荷预测与该方法结合起来,可为电力紧张地区和负荷高峰时期的智能调度提供决策支持.     

基于模型校核的输电线路载流量限额动态评估

急剧增长的用电需求和高比例可再生能源发电并网给现有输电系统带来了较大压力.动态增容技术是提升线路输送能力的经济有效的手段,但受数据采集精度、计算模型参数时变特征等影响,现有动态增容系统在实际应用中仍存在计算精度不足、可靠性偏低等问题.为降低数据采集质量和载流量模型精度对动态增容技术可靠性的影响,提出并构建了一种基于实时...     

基于半参数平差模型的输电线路温度估计

针对输电线路电阻估计困难,致使输电线路运行温度难以精准把握的问题,提出通过建立半参数平差模型实现对输电线路温度稳定估计的想法。在分析影响输电线路温度估计精度因素的基础上,根据量测方程间的耦合关系,提出两步估计的方式,对电阻估计值进行精细化处理;考虑电阻变化的迟缓性,建立线性量测方程,将未知误差作为待估参数,建立半参数平差模型;继而,分析了模型中的关键参数——平滑因子β及正则化矩阵M的选取规则及方法。由此,提高了输电线路温度估计的精度以及估计值的稳健性,为软动态热定值技术的应用提供基础。以山东仿曹220kV输电线路的实测数据为例,对该方法与传统最小二乘估计模型进行了对比分析,验证了所提方法的可行性与有效性。     

架空导线载流量的多时段联合概率密度预测

受微气象环境影响,架空线路载流量波动性较强,难以被准确预测,掌握线路关键线挡载流量的分布规律对帮助运行人员把握线路未来载流量变化,充分利用架空线路载荷能力具有重要参考价值。文中基于架空线路关键线挡微气象历史数据,在分析载流量变化特性的基础上,结合分位点回归方法,首先进行载流量逐时段概率预测,而后进一步运用t-Copula函数评估多时段载流量概率分布的相关特性,建立未来多时段载流量动态相依模型,实现架空线路关键线挡载流量的多时段联合概率密度预测,得到较逐时段概率预测更为准确的载流量波动区间和分布信息。实例分析表明,所提方法可利用载流量时段间的关联性改善逐时段概率预测结果,有效缩小载流量预测结果的分布区间。