架空輸電線路輸電能力的研究

凌躍乾　李林

摘要：近年來，隨著社會發展的不斷進步，節約能源、減少污染物排放受到越來越多的人關注，清潔能源的使用刻不容緩。因此，電源的發展方向也發生了翻天覆地的變化，一種清潔和可再生的能源風電得到了很好的重視。但是風電系統仍然存在不足，由于風本身具有不可控制性，這對輸電線路的輸電能力產生了極大的影響。因此，架空輸電線路輸電能力的研究已成為電力行業發展的重中之重。

關鍵詞：輸電線路；輸電能力；風力發電

0前提

目前，在學術研究中，能源的結構優化已經逐漸完善，風力發電、水利發電以及太陽能發電等都在慢慢地得到認可和重視。因此，風力發電在輸電系統中的應用越來越普遍。相對于電力能源的發展來說，建設電網的輸電能力相對滯后。因而，有效的研究架空輸電線輸電能力，緩解當前電力供求不均衡的狀況十分重要。

1架空輸電電路輸電能力的計算

輸電線路輸電能力的準確計算，可以充分挖掘架空輸電線路潛在的能力，提高現有電網的使用效率，緩解輸電能力不足。以前，在輸電能力的計算過程中，通常假設電源電壓不變，以常規的潮流計算為基礎。而在實際的情況下，電源電壓不可能維持一個良好不變的狀態，所以常規的潮流計算是有一定誤差的。目前，動態熱定值技術已經相對成熟，通過在輸電線路上增加的各種測量、通信設備，DRT技術可以實現對輸電線路運行溫度、熱定值的實時跟蹤和計算，有效的促進輸電線路的輸電能力的發展[1]。

2輸電線路輸電能力的問題

定值輸電線路的熱載荷能力，需要DRT技術的日益成熟。因此，還需要深入研究DRT技術，才能實現與輸電線路的荷載能力相互結合。目前，風力發電的運用已經越來越廣泛了，在建設大型風力發電場的情況下，電網輸電的能力研究仍存在很多問題，可以從以下四點著手進行改進。

2.1DRT技術運行費用昂貴，存在局限性

DRT技術的成熟需要依靠大量的硬件設備來支持，它的運行需要對環境的溫度、風的速度、風的方向和溫度等多種信息進行測量，因而需要昂貴的設施投入和設備維護。由于DRT技術運行維護的費用昂貴，致使DRT技術只應用于少數的輸電線路。而在大部分電網中的輸電線路，仍采用不科學的決策手段，這種需要昂貴費用的條件極大地約束了電網的輸電能力。因而，實現線路熱載流量實時在線定值的方法是十分有意義的。

2.2風能的不可控制性，影響風力發電

風能的隨機性讓風電機組的輸電功率也出現間歇性，這大大的影響了風力發電的發展。隨著風力發電的迅猛發展和風電規模的不斷加大，風力發電在整個電網的應用比例也逐年遞增，所以準確的風速測量是至關重要的。良好的計算手段和準確的預測能力有助于風力發電的穩定運行，也能確保風力發電系統的電能質量[2]。

2.3輸電線路載荷能力值不確定

運行條件下的輸電線路的載荷能力，不但受熱定值載荷約束，還受系統運行的狀態限制。只有實現線路熱載流量實時在線定值，才能精準快速的在線估計運行條件下輸電線路的載荷能力定值，給系統運行方法提供有效的決策依據。

2.4大型風電場并網，影響電網輸電能力

大型風電場并網，對電網輸電能力的計算來說是一個新的挑戰。由于風速的變化具有不定性，導致風電場功率的變化也具有隨機性，這極大地影響了電網的輸電能力，因此風電場并網的電網輸電能力計算是必不可少的。

3輸電問題的研究工作和成果

在電力工作中，架空輸電線路輸電能力的研究可分為以下兩個方面：一方面是計算輸電線路斷面的輸電能力;另一方面是定值電網中關鍵輸電線路的載流。

首先研究實時熱定值技術，在實時熱定值的基礎上考慮綜合的電壓和功率穩定限制的輸電能力定值。針對關鍵輸電斷面輸電的能力，考慮到功率和電壓的約束問題；其次，根據風速和風功率，考略風電場并網位置及風速、風功率變化對輸電斷面電能力的影響。其輸電問題主要研究內容和成果主要由以下四點：

3.1有效的挖掘了輸電線路的輸電潛力

實施的環境條件影響輸電線路的熱載荷能力與原件，其中，熱平衡方程參數全面地反映了輸電線路風的方向、風的速速、環境溫度等氣象條件的作用。通過分析表明氣象條件測量系統被輸電線路熱平衡方程離散參數的輸電線路載流量在限定值上簡化了，充分體現定值的思想，從而有效的挖掘輸電線路的輸電潛力。

3.2提高了風功率預測的精確度

風電發電研究中的關鍵問題是風電場風功率預測。然而，風功率預測的精確度主要取決于預測風力的準確度，風力預測準確無誤，可以減輕風電場帶來的不利影響，促進了電力市場安全穩定的發展[3]。

3.3得出風電場的輸出功率預測值

采用直接法、對比法、最大值法和冪函數法建立對應的功率曲線，根據測量得到的風的速度和風的功率數據，根據對風的速度預測，獲得風電場的輸出功率預測值。

3.4建立了擴展潮流模型

考慮大型風電場并網，電功率的變化不但影響電網的潮流分布，同時影響風電機組節點電壓的變化。為此，建立了考慮風電場的和發電限制的計算輸電斷面最大輸電能力的擴展潮流模型，該模型打破以往的輸電能力求解過程中發電機端打壓維持不變的假設，并得出，計算最大點功能力應該考慮到未來風速變化產生的影響。

4結論

根據風力發電的背景，針對輸電線路的荷載定值做出分析，考慮到電力系統的運行和機制的完善性，使電力系統的安全性和靈活性得到了有效的提高。本文還研究了風力發電系統中的輸電能力強弱的原因，由此得出了最大輸電能力的計算方式，風力發電系統中的一些問題也找到了解決相應的策略。針對風力發電系統考慮到了更多未解的困難，希望學術界的專業人士在研究的過程中發現更多有價值的問題，為架空輸電線路輸電能力的研究做出更大的貢獻。

參考文獻：

[1]梁立凱.架空輸電線路輸電能力的研究[D].山東大學,2013.

[2]竇飛,喬黎偉.架空線路輸電能力計算[J].電力建設,2010, 31(12):23-25

[3]王艷玲.基于擴展潮流電網輸電能力計算[D].山東大學,2012.endprint