输电线路实时增容技术的理论计算与应用研究

电力系统可采用实时增容技术来提高现有输电线路的输送载流量,实现对导线温度、环境温度、风速等因素的实时监测,从而在不改变现行技术规程规定的前提下动态调整输送载流量。为此,建立了输电线路暂态运行方程,给出了导线允许温度与弧垂变化的关系式,并分析了导线允许温度、环境温度、风速、日照强度等因素对线路输送载流量的影响。研究结果表明:环境温度较低(<10°C)时,提高导线允许温度对输送载流量的影响不大(11%);环境温度较高(>30°C)时,提高导线允许温度对输送载流量的影响较大(22.7%);而环境温度和风速对输送载流量的影响要远远大于导线允许温度的影响。运行结果表明:实时增容技术可有效提高现有输电线路的输送载流量(>50%),它比静态增容技术更有效。     

影响导线载流量的因素分析

环境参数如温度、风速、日照等会对导线载流量容产生一定的影响,同时导线参数对载流量也会有影响。通过摩尔根公式对上述因素进行了分析,得出每种影响因素的影响大小。导线增容后,弧垂增加,对交叉跨越的安全距离应进行校验,在分析了各种影响因素的基础上,应用线路增容实例工程进行了验证。     

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。     

监测导线温度实现输电线路增容新技术

许多短距离输电线路的输送容量受热稳定的限制,在允许范围内适当提高导线运行温度是线路增容的简单而有效的措施。介绍了输电线路导线温度与导线的载流量、环境温度、风速、日照强度、导线表面状态等方面的关系,通过监测导线温度提高线路输送容量的2种新方法,以及输电线路导线温度实时监测装置的研制和应用情况,对开展输电线路增容工作具有重要意义。     

架空输电线路温度和最大允许载流量计算

针对传统方法不能有效求解架空输电线路温度和允许载流量的不足,提出了一种基于有限元技术求解输电导线径向温度和最大允许载流量的方法。建立了输电导线温度场的数学模型和JL/LB1A-300/50型钢芯铝绞线输电导线有限元模型,并通过有限元ANSYS软件对该模型在不同环境条件下进行仿真计算,验证了输电导线存在径向温度差,以及径向温度分布受输电线路载流量、空气对流散热、光照强度以及风速等条件的共同影响。结果表明:该方法能够有效求得在不同气象环境条件下输电导线的径向温度值和最大允许载流量,有利于提高输电线路运行安全稳定性,实现输电线路动态增容,提高线路输电能力。     

影响钢芯铝绞线允许载流量的因素

通过分析日照,风速对导线载流量的影响,阐明导线接头的运行变化是控制允许载流量的决定因素,同时分析了线路交叉跨越限距的设计温度与决定导线允许载流量的规定温度对限距的影响。     

基于线路运行参数的输电线路动态增容系统研制

输电线路动态增容技术可以在不新建线路的前提下,动态提升现有导线的输送容量,提高电力系统运行的经济性。提出了一种基于导线倾角的动态增容系统,利用导线悬挂倾角和风偏角计算导线温度,然后基于导线温度模型,利用导线温度、环境温度、日照辐射和导线负荷计算导线的动态载流量。详细阐述了系统的硬件设计与各模块的功能,并利用现场试验,验证了系统的可行性。     

输电线路动态增容载流量计算模型综述

动态增容技术可提高输电线路输送能力,而导线载流量计算的准确度影响了动态增容的效果,载流量计算模型的优化是关键。根据架空导线的边界条件和气象条件,计算增容线路载流量常用的模型有:气候模型、导线温度模型及张力模型,对各模型的优缺点进行分析比较。在此基础上,介绍了一种改进的导线温度模型,对其计算原理、温度传感器特性进行了分析。对于不同的地理位置和气候条件选择准确的计算模型可提高计算导线输送容量的精确度,有效提高输电线路传输容量。     

输电线路载流量计算影响因素研究

通过计算,分析环境温度、风速、日照强度和导线参数对线路载流量的影响,找出模型中影响载流量的重要关键参数,加强对此参数的监测精度与预测能力,提升电网输送能力,提高电网运行效率。     

基于阻塞分析的输电线路动态增容

为了确保输电线路动态增容后电网的安全稳定运行,基于超短期预测数据确定输电能力的受限原因,通过计及动态安全的阻塞管理分析识别阻塞关联输电线路。针对增容的线路和增容时段,根据气象预测数据计算未来一段时间内的允许载流量。对阻塞时间在一定范围内的待增容线路,考虑导线温升暂态过程,进行事故后导线允许载流量分析。并在此基础上确定满足安全稳定约束的增容容量。基于上述方案开发了一种基于阻塞分析的输电线路动态增容系统。     

基于张力监测的输电线路动态增容系统在广东电网的应用

由于导线张力能反映输电线路的主要运行状态,因此设计了基于耐张段张力测量的输电线路动态增容系统.该系统由安装于杆塔的数据采集终端和设在调度终端的监控管理平台组成,通过对耐张段轴向张力、风速、风向、日照辐射温度和环境温度的实时监测,计算出导线平均温度、各档距孤垂和线路最大允许电流.选取典 型1周的系统运行数据进行分析...     

架空导线载流量的等效风速系数算法

架空导线的动态载流量可以采用IEEE 738标准等提供的方法来计算,但在风速、风向变动较快时这些方法计算的动态载流量有较大误差。为了寻求更合适的计算方法,通过风速、风向和导线温度之间关系的深入研究,提出了用导线温度推导出的等效风速系数以代替这些方法计算对流热损失中的风速、风向的方法,解决了风速、风向多变的问题,使架空导线动态载流量计算更正确,使用更方便。实际应用例子的验证结果表明,所提出的等效风速系数算法是架空导线动态载流量计算的新的有效方法。     

环境风速对架空输电线路载流及温升影响试验研究

为了验证实际线路环境风速变化对架空线路的载流及温升的影响,模拟环境自然风力的影响,在实验室选择LGJ-240/40和LGJ-630/55两种典型规格的钢芯铝绞线进行了自然对流及垂直、平行风力下载流试验以及架空导线载流能力试验。试验结果表明:风速对架空导线温升及载流的影响呈现明显饱和效应;架空导线载流越大,风速对温升影响越明显。     

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。     

广东电网架空线路载流安全裕度及相关参数敏感度分析

目前架空线路输送容量限值是基于最恶劣气象条件,为维持线行安全限距和控制导线工作温度制订的,线路正常载流应该存在较大安全裕度。基于广东线路运行条件、实测环境参数及世界各国标准规定,分别对导线允许温度、环温、日照、风速等四个关键载流控制条件及载流安全裕度进行分析,并就四个控制参数对载流影响的敏感度进行计算研究。结果显示,上述四个控制参数计算取值（70℃,40℃,0.1 W/cm2,0.5 m/s）分别存在安全裕度,其中日照强度和风速的取值已属较极端情况,环温、日照、风速极端情况同时出现的概率更小,因此广东电网整体上存在较大的安全裕度。     

Guidelines for the selection and operation of bare ACSR conductors with regard to current-carrying capacity

Factors affecting the thermal ratings of bare overhead power conductors (in particular, ACSR conductors) are reviewed. Equations for calculating the current-carrying capacity (ampacity), loss of strength, and time-temperature characteristics of ACSR conductors are illustrated and parameters used in these equations are explained. Results have been obtained for ampacity, loss of strength and conductor temperature for a typical ACSR conductor (‘Drake’) in terms of various parameters such as ambient temperature, wind velocity, and (solar) insolation by means of Fortran programs written by the authors. These results are presented in graphical form. From them, meaningful conclusions are drawn regarding the means of evaluating permissible loading levels of transmission and distribution lines, especially lines of short to moderate length.The paper has been written primarily from the standpoint of showing how information currently available to utility industry personnel can be applied to evaluate the impact of various parameters on the permissible loading levels of bare conductors. The examples presented are typical of those of interest to the Tucson Electric Power Company and other utilities.     

一种考虑设备可载性的输电线路动态应急增容方法

充分利用输电线路动态应急增容能力,对于避免设备因过载而损坏,保证系统可靠性和为调度调整预留时间意义重大。在现有研究工作的基础上,提出了一种考虑设备可载性的输电线路动态增容方法,在应急场景下,采用通道阻塞分析选取增容线路,并分析增容线路在线温、故障概率、失效贡献、个体损失等约束下设备可载性,并结合微气象信息针对不同应用场景进行应急增容方案的差异化分析。算例分析定量展现了可载性约束下线路应急增容策略的计算分析过程及设备可载性对应急增容策略的影响。该方法能充分响应设备状态、气象环境、系统工况对设备可载性的影响,并基于设备可载性实现线路的差异化应急增容,进而指导调度人员进行增容、限容操作。     

基于灰关联分析微气象因素和导线温度对输电线路导线覆冰的影响

输电线路导线覆冰不仅与微气象务件有关,而且与导线温度有关.针对目前微气象因素与覆冰的相关性分析不全面、不系统,且部分研究没有考虑导线温度对覆冰的影响,无法确定输电线路导线覆冰的主要影响因素等问题,笔者统计了贵州电网220 kv铜黎线路和220 kV鸡阳二回线路覆冰监测数据,采用灰关联方法分析了输电线路导线覆冰与微气象条...