考虑气象参数预测误差条件分布的架空输电线路载流量概率预测方法

准确考虑气象参数预测误差是实现架空输电线路动态载流量精准预测的基本前提。通过统计与计算分析,首次发现在不同气象参数预测值与气象环境下,气象参数预测误差具有不同分布特征。然而,现有架空输电线路载流量概率预测方法并未考虑以上2种因素的影响,难以实现线路载流量的准确预测。为此,首先将气象参数预测误差分析问题构建为气象参数预测值与气象环境2种影响因素下的气象参数预测误差条件分布求解问题;其次引入Sklar定理及其Copula函数和非参数核密度估计法,构建了一种气象参数预测误差条件分布的求解方法;然后结合蒙特卡洛采样法,提出了一种考虑气象参数预测误差条件分布的架空输电线路载流量概率预测新方法。最后通过计算分析发现:相比于2种传统方法,所提方法在考虑气象参数预测值与气象环境2种因素对气象参数预测误差概率分布的影响后,预测区间覆盖率分别提高了5.51、1.99个百分点,预测区间标准化平均宽度分别降低了7.86、3.62个百分点,验证了该方法的准确性与实用性。

兼顾电缆线路效率和可靠性的载流量动态阈值研究

针对当前配电网电缆为了运行可靠性,多采用较低载流量的固定阈值方法,电缆利用率低的问题,本文提出了一种载流量动态阈值的方法。该方法从理论上研究电缆线路载流量与导体温度的关系,通过实际运行的电缆工程的实测数据量化电缆载流量与导体温度的函数关系,并测定电缆线路的基准阈值,以此实现线路的阈值动态化计算。算法应用于智能电缆测控系统的动态阈值监测功能模块,线路所得实际运行数据验证了本方法的有效性。

基于电磁抑制法的架空输电线路防雷装置研究

为进一步提升架空输电线路耐雷水平,解决传统防雷装置在降低雷电流幅值方面存在的不足,采用电磁抑制法可有效降低雷电流波形陡度和入地电流峰值的新型防雷装置。对新型防雷装置结构及电气进行了设计,研究了通流线圈及装置制造工艺,最后制作了装置样机并开展模拟试验。结果表明,相较于传统防雷装置,新型防雷装置雷电流波形陡度降低幅度达54%,雷电流入地峰值降低幅度达26%,且适应于多种铁塔角钢尺寸、方向的安装,可有效降低架空输电线路遭受雷电绕击和反击概率。

基于多参量DOFS的输电线路最大允许载流量监测分析

为实现实时计算输电线路在每个时刻的最大载流量,以在不额外建设线路的前提下提升该地区的输电能力,提出一种基于多参量分布式光纤技术的输电线路最大允许载流量实时计算方法。多参量分布式光纤主机集成了布里渊散射模块和相位敏感瑞利散射2个模块。该设备可以在线监测复合架空地线沿线的风速和温度,能够结合热平衡方程实时计算线路的最大允许载流量。此方法特点是数据传输可靠性高,维护简单方便,计算误差在5%以内。

35 kV输电线路复合横担极限承载力研究

近年来,复合材料逐渐被广泛应用于输电杆塔横担结构中,为了研究复合材料横担的极限承载力,对35 kV复合材料横担进行了极限承载能力试验,得到各个测点在不同横向载荷作用下的位移和应变;建立该复合横担的有限元模型,通过计算得到相应测点的位移和应变结果;结合试验与仿真结果,分析了复合横担在横向载荷作用下的变形规律;通过分析根部压接对复合横担极限承载能力的影响,提出了一种新的法兰与复合材料芯棒的连接方式。研究结果表明:当横向载荷达到16.91 kN时,芯棒上表面与法兰开始脱离,当横向载荷达到29.81 kN时,复合横担根部发生失效;结合仿真与试验结果,证实了复合横担根部压接脱离是决定复合横担极限承载力的重要因素之一;提出的新型根部连接方式可以有效提升复合材料横担的极限承载能力。

数据中心按载流量与经济电流密度选择电缆截面积的分析

针对数据中心作为当前新基建的用电大户情况,以广东地区某数据中心项目为例,对比、分析按电缆载流量和经济电流密度两种方法选择电缆截面积,并给出选择建议。

考虑节点电价差异性的输电线路综合增容方法

在提高线路输送能力,同时保证供电可靠性的前提下,提出了一种适用于工程实时应用的综合增容方法,对已有的输电线路载流量方法进行了简化。为了快速确定需增容的输电线路,建立了电力市场优化购电和增容输电线路选择双层模型,同时提出了输电线路增容在保障电力市场平稳运行、缓解输电阻塞、抑制节点电价差异等方面的应用流程和方法。

架空输电线路运行载流量分析

热平衡方程的反复求解是动态热定值(dynamic thermal rating,DTR)系统中的关键问题,如何选择热平衡方程的模型、估计热平衡方程中的参数以及解算热平衡方程,是体现DTR系统实效性的一个关键。文章首先分析了影响导体热平衡的4个因素,并对两种求解方法进行了比较;在此基础上对输电线路的稳态和动态载流量进行了分析和讨论,展望了该领域深入研究的前景;最后提出了DTR条件下电热协调的思想。

交流老化导线温升特性改变对载流量的影响

国内对于长期运行的导线老化对其载流量影响的研究鲜有报道,往往根据国外设计标准进行载流量校验,缺乏实际测量数据。针对上述情况,采用我国多条运行多年的交流老化后导线作为样本进行了通流温升实验测量到线路老化后实际载流量变化特性;同时对样本单位长度电阻进行了测量。结果表明老化后导线温升快于新导线,且稳定后温度更高;老化后导线单位长度电阻虽未超过国标限值,但与同型号新导线实测值相比增加4%～14%。根据热平衡方程和实验结果对载流量进行了计算,并反推出导线表面辐射系数,表面辐射系数与参考值相比差异较大,据此估算将使载流量下降约6%。分析认为导线长期运行老化后表面状态改变,形成一定厚度的污质层最终影响了导线的散热效果和单位长度电阻变化。

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。

基于周期残差修正灰色模型的输电线路载流量的预测与分析

在能源短缺问题日益严峻、供电可靠性要求不断提高的大环境下,大幅度提高输电线路输送能力,降低输电成本势在必行。为了充分利用输电线路未来允许载流量,提出了基于灰色模型的载流量预测的方法,通过对原始数列进行平滑处理,削弱数据的主观性和偶然性的干扰。根据原始载流量序列存在多周期的特点,对传统灰色模型理论进行改进,提出了使用残差修正基对残差值进行补偿的方法来预测输电线路的载流量。该方法不仅具有传统灰色模型所需样本数据少、运算方便等特点,同时还体现了载流量的周期性规律,使拟合曲线更加接近原始数据,载流量的预测更加准确。通过对现场采集数据进行预测和分析,表明该模型较传统灰色模型的精度更高。基于上述模型,分析了载流量预测在输电线路潮流调度中的作用,载流量预测可以在保证电力系统安全运行的前提下,实现电网的更经济运行。

地下电缆光纤光栅测温试验

电力电缆线路运行温度在线实时监测,能及时发现线路的局部过热点、检测运行线路的绝缘状态。为此设计了基于光纤光栅的电缆温度在线监测系统,实测了不同敷设方式下电缆的表皮温度;分析了电缆温度与环境温度以及线路负荷间的关系;采用等效热路法,由监测到的电缆表皮温度拟合出电缆的实际载流量,实现了对电缆温度及载流量的在线监测,确保电缆运行的安全性与经济性。

基于BOTDR测温技术的架空线路动态增容方法

架空导线的载流量一般是在输电线路周围环境为恒定的假设下计算得到的,是比较保守的定额。为了充分利用现有架空输电线路的输电能力,提出一种基于BOTDR测温技术的在线动态增容新方法。利用OPGW上的BOTDR测温技术对架空线路周围环境温度进行分布式测量,通过牛顿迭代推导出导线温度,将导线实时温度瓶颈点代入新的热平衡公式,从而计算出实时载流量。计算证明,该方法能够有效地提高线路载流量,对线路载流量设计优化有理论指导作用。

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MMC的两端TWBS-HVDC直流侧短路故障电流计算方法

基于三线双极结构的高压直流(TWBS-HVDC)输电系统能够较大程度地发挥直流线路的输电能力,是一种实现交改直和线路增容改造的有效方式。针对TWBS-HVDC系统与双极直流系统在接线形式上的差异,文中提出了一种适用于两端TWBS-HVDC的直流侧短路故障电流计算方法。首先基于模块化多电平换流器(MMC)暂态等效电路建立两端TWBS-HVDC在不同直流侧故障发生至线路直流断路器动作阶段的暂态等效模型。以暂态等效电路中独立回路数和动态元件阶数为标准,将所有直流故障归纳为3类,分析推导各类故障下的状态方程,通过求解状态方程中系数矩阵的特征值和特征向量得到故障电流解析表达式。最后在MATLAB/Simulink数字仿真平台中,搭建两端TWBS-HVDC模型进行仿真验证,结果验证了所提TWBS-HVDC直流侧短路故障状态方程求解法的准确性和有效性,为直流断路器选型和限流电抗器参数整定提供了可靠依据。

特高压同杆双回功率传输对潜供电流的影响

为了分析输电线路传输功率对潜供电流的影响,采用二次模变换的方法去掉相间耦合,实现多相系统的参数解耦,建立计算同杆双回输电线路潜供电流的数学模型后,针对线路传输功率的变化分别计算了不同故障点处潜供电流的大小。结果表明,线路传输功率对潜供电流的影响较大,且不同故障点处,潜供电流的变化趋势也不一样,故障点靠近线路首端或末端时,潜供电流会随传输功率的增大而变大,必须采取有效的抑制措施。

双锥面二次包络环面蜗杆传动多目标优化设计

针对环面蜗杆副优化设计不能兼顾传动性能与承载能力这2个性能指标的问题,建立了双锥面二次包络环面蜗杆通用的优化模型.该模型考虑双锥面二次包络环面蜗杆的双线接触传动性能,以传动效率和承载能力为优化目标,以避免在加工时产生根切和齿顶变尖为约束条件,利用仿生物进化法对设计参数进行多目标优化.结合自主研发的加工和检测设备进行了实验,结果显示,优化后的双锥面二次包络环面蜗杆副的接触线分布更广,传动效率更高,从而验证了该优化模型具有实际的效能.

高压架空输电线路载流量和温度计算

导线的载流量和温度是运行和设计的重要参数。介绍了一种计算高压架空输电线路载流量和温度的方法。该方法基于热平衡方程,用集肤效应系数和铁损系数的乘积表示交直流电阻比。由于交直流电阻比是载流量和温度的非线性函数,待求方程变得复杂,但是可以使得计算结果更为准确。采用牛顿迭代法求解方程,分别给出了载流量和温度计算的详细步骤。通过具体算例分析了在不同的环境条件下交直流电阻比与载流量的关系。

基于日照辨识的输电线载流能力评估

输电线路的输送能力将直接影响发电和用电水平,因此如何提高线路载流能力得到广泛关注。由于线路沿途进行日照条件测量成本高且可靠性难以保障,使得动态计算输电线载流能力的方法难以得到广泛应用。笔者提出通过利用在线温度信息和线路实时电流信息,辨识日照参数,获取线路载流量计算所需的日照参数,以实现线路实时载流能力的评估。仿真分析证明,该方法能有效地在线预测输电线最大载流能力,为充分利用线路输电能力、保障可靠供电提供参考依据。

湖南500kV输电线路覆冰倒塔原因分析

对湖南500 kV复沙Ⅰ线倒塔段应用大型通用有限元程序AN SYS建立单元模型,计算出铁塔随导线覆冰厚度变化的极限承载力,分析了该事故段铁塔倒塌的原因。根据计算结果,对铁塔的2种局部加强方案进行核算,并提出改造建议。