导线温度计算模型的构建方法、增容方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。度。度。

【技术实现步骤摘要】
导线温度计算模型的构建方法、增容方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及输电线路动态增容
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]传统的提高输电线路输送容量的措施主要包括：
[0004](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；
[0005](2)对线路结构进行调整：如采用同杆多回线路设计等：
[0006](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。
[0007](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。
[0008](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。
[0009](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。
[0010]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。
[0011]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。

技术实现思路

[0012]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，本专利技术提供了一种导线温度计算模型的构建方法，包括：
[0013]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；
[0014]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；
[0015]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；
[0016]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；
[0017]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。
[0018]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：
[0019]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；
[0020]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。
[0021]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：
[0022]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；
[0023]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。
[0024]可选的，所述导线温度表达式如下式所示：
[0025][0026]式中，I为导线的载流量裕度值；h
max
(t)为最高允许温度的热传递系数；T
max
为最高允许温度；T
a
为环境温度；Q
r
为导线单位长度的辐射散热；Q
s
为日照时导线单位长度吸收的热量；R
max
为最高允许温度时的导线交流电阻。
[0027]再一方面本专利技术还提供了一种导线温度计算模型的构建系统，包括：
[0028]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；
[0029]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；
[0030]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；
[0031]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；
[0032]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。
[0033]可选的，所述参数计算模块，包括：
[0034]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；
[0035]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。
[0036]可选的，所述系数计算模块包括：
[0037]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；
[0038]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。
[0039]可选的，所述导线温度表达式如下式所示：
[0040][0041]式中，I为导线的载流量裕度值；h
max
(t)为最高允许温度的热传递系数；T
max
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
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：式中，I为导线的载流量裕度值；h
max
(t)为最高允许温度的热传递系数；T
max
为最高允许温度；T
a
为环境温度；Q
r
为导线单位长度的辐射散热；Q
s
为日照时导线单位长度吸收的热量；R
max
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：式中，I为导线的载流量裕度值；h
max
(t)为最高允许温度的热传递系数；T
max
为最高允许温度；T
a
为环境温度；Q
r
为导线单位长度的辐射散热；Q
s
为日照时导线单位长度吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉京善，程永锋，刘彬，马潇，李丹煜，张轩，杨知，赵彬，姬昆鹏，刘畅，李孟轩，李鹏，白旭，邓元靖，高洁，孔小昂，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：