基于智能調度的輸電線路動態增容的應用技術的分析研究

鄭達宇　唐光華　嚴志超　李新星　孟楊超　吳云龍

（1.云南電網有限責任公司西雙版納供電局，云南　西雙版納　666100；2.昆明能訊科技有限責任公司，云南　昆明　650217）

?

基于智能調度的輸電線路動態增容的應用技術的分析研究

鄭達宇1唐光華1嚴志超1李新星1孟楊超2吳云龍2

（1.云南電網有限責任公司西雙版納供電局，云南西雙版納666100；2.昆明能訊科技有限責任公司，云南昆明650217）

摘要：本文以GIS技術為核心，建立統一的覆蓋輸電線路的GIS數據模型和圖形中心，并結合導線弧垂以及動態增容技術，實現對輸電線路的智能調度。通過監測網格化的研究，實現導線負荷實時在線監測。

關鍵詞：智能調度；動態增容；導線測溫

1 概述

輸電力是國家的支柱能源和命脈。但由于電網系統大多直接暴露于自然條件下，受環境因素和自然災害影響大。各類自然災害的發生直接威脅著電網系統的安全運行，甚至導致嚴重的電網破壞和大面積停電事故，影響到人們的正常生產、生活和社會的穩定。

云南地處低緯度高原季風氣候區，地理位置特殊，地形地貌復雜，氣候也很復雜。西雙版納州位于云南省的西南部，地處北緯約21°10′，東弧垂經99°55′～101°50′，屬北回歸線以南的熱帶濕潤區。獨特的地理位置和地形特征，形成了其鮮明的氣候特征，導致電網輸電線路運行復雜。西雙版納州每年夏季時氣溫都很高，針對特殊地理特點，在重點高壓輸電線路導線設計階段時，受溫度變化、運行負荷、運行天氣條件等綜合因素的影響，有很大程度的不可預知性。因此，提出基于智能調度的輸電線路動態增容的應用技術主要是：給出具體的應用策略和實現方法，提出安全、經濟和高效地實現輸電線路增容運行提供可靠的依據，為高溫條件下、電力緊張地區、負荷高峰時期以及事故短時超負荷運行等情況下電網的智能調度提供有效手段，也是實現智能電網和輸電智能化核心價值和目標的關鍵技術之一。

2 在線監測系統

根據西雙版納地區的情況，我們制作了相應的在線監測系統，實現對線路上的導線溫度進行實時監控，為智能調度以及動態增容方案提供了有力的實時數據。

該系統主要分為：GIS展現、監測數據管理、設備管理以及用戶管理等模塊。

GIS展現模塊中我們將西雙版納供電局的線路以及桿塔加載上來，結合設備，我們就能實時關注設備上顯示的導線溫度，效果如圖1所示。

監測數據管理部分主要是將溫度數據進行收集展現并進行統計分析等工作，為動態增容方案提供直觀的溫度趨勢統計等，效果如圖2所示。

設備管理部分主要是進行設備數據的添加修改以及對設備的溫度數據進行遠程請求等工作。效果如圖3所示。

用戶管理部分是實現對通知用戶的管理，在導線溫度超過閥值的情況下，系統會根據設備情況，將信息發送給這些對應的用戶。效果如圖4所示。

3 動態增容

3.1 導線載流量計算模型

對導線的溫度進行監測以及動態增容，我們需要選擇一套導線載流量的計算模型，各國在計算過程中考慮的各個因素有所不同，使其公式的系數不同，但計算結果相差不大。此處我們根據西雙版納地區的特點以及我們的導線溫度在線監測系統的需求，此處我們選擇引用以下導線溫度計算公式：

式中：

θ－ 導線的載流溫升，℃；

V－ 風速，m/s；

D－導線外徑，m；

ε－導線表面的輻射系數，光亮新線為0.23～0.46，發黑舊線為0.90～0.95；

S－5.67×10-8W/m2（斯蒂芬-包爾茨曼常數）；

ta－環境溫度，℃；

αs－導線吸熱系數，光亮新線為0.23～0.46，發黑舊線為0.90～0.95；

kt－ t（＝ ＋ta）℃時的交直流電阻比；

Rdt－ t℃時直流電阻；

Is－日光對導線的日照強度，W/m2。

3.2 導線動態增容

通過獲取線路弧垂的大小計算出現行導線的允許溫度，再結合線路的實際情況，從而得出實際導線載流量允許值。通過監測網格化的研究，實現對輸電線路實時在線監測，通過對弧垂計算得到導線負載數據，從而能夠根據實際情況制訂一套動態增容方案，保證導線的使用壽命并維持線路對地安全距離。系統結構圖如圖5所示。

根據在線監測系統，時刻關注輸電線路上的導線溫度，并進行分析如圖6所示。

通過檢測分析輸電線路導線的溫度，結合導線熱容以及載流量的計算，實施動態增容方案，為高溫條件下、電力緊張地區、負荷高峰時期以及事故短時超負荷運行等情況下電網的智能調度提供有效手段。

結語

本系統以南方電網輸電線路在線監測通訊規約為基礎，制定符合輸電線路導線測溫技術要求的通信規約。同時針對目前西雙版納供電局輸電線路現有的運行維護的問題，提出系統平臺的建設方案。明確Mesh無線自組網技術在輸電線路在線監測應用的適用性。結合Mesh無線自組網技術及導線測溫終端的監測數據到系統平臺。系統平臺接入終端傳輸的數據，對數據進行挖掘和分析展現。并通過上送的數據建立數據分析模型，對狀態監測數據進行模型計算。為西雙版納供電局預警和應急提供第一手的決策依據，做到科學調度，快速響應；同時有效地為西雙版納供電局提供相關的應急指揮與決策，提高西雙版納供電局輸電線路的準確性、實時性。

在本文中介紹了西雙版納供電局導線測溫在線監測系統與動態增容技術的結合與應用的研究，文中著重介紹了導線熱容計算、導線載流量計算以及結合系統實現的導線監測與動態增容方案。如有不足之處還望指正。

參考文獻

[1]王孝敬.輸電線路導線測溫與動態增容關鍵技術研究[J].江西電力，2011（01）.

[2]凌平.提高輸電線路輸送容量動態監測增容技術的研究[J].中國電力，2007 （01）.

[3]郭昊坤.輸電線路動態增容在線監測裝置研究[J].電力學報，2012（05）.

[4]龔堅剛.架空輸電線路動態增容研究[J].華東電力，2005（07）.

中圖分類號：TM726

文獻標識碼：A