一种配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法及系统技术方案

本发明专利技术为一种配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法及系统，属于电力系统技术领域，包括：采集绝缘架空导线的现场运行数据并处理得到当前运行工况信息；构建热路模型，根据热路模型处理得到绝缘架空导线表面对空气散热的散热热阻T2和导体的导体温度θ，根据热路模型构建导线暂态温升模型，根据热阻、导体温度以及导线暂态温升模型处理得到绝缘架空导线到达允许工作温度所需的时间作为预设电流对应的第一安全运行时间；处理得到相应的工作曲线，并根据工作曲线处理得到动态载流能力评估结果。本发明专利技术的有益效果：准确评估绝缘导线动态载流能力，在保证安全运行的前提下最大限度的提高了线路的利用率，达到线路增容运行的目的，解决负荷转供难题。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法及系统
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法及系统。
技术介绍
近年来，由于中心城市区域负荷增涨迅猛，部分已建配电网线路供电能力已不能满足当地负荷需求，导致用电高峰时期电网运维部门被迫“拉闸限电”或转移负荷。同时，城区供电走廊紧张，新建线路以满足负荷增长的需求显得十分困难。通过技术改造更换高载流量导线，面临建设周期长、资金投入大和停电经济损失等诸多问题。为了解决上述问题，近年来架空配电线路动态增容运行技术已成为研究热点。增容运行技术有两种实现方式：一是突破现行规程限制，提高导线运行允许温度，但这存在安全隐患；二是加装线路在线监测系统，采集导线现场运行工况数据，包括电流、环境温度、光照、风速等参数，用于评估导线动态载流能力，为调度运维人员提供增容的建议与措施。配电网供电线路包括架空裸导线(钢芯铝绞线和铝绞线等)、架空绝缘导线和电力电缆。随着配电网的进一步发展，为了提升供电安全性，电网公司一直致力于对架空供电线路进行绝缘化改造。城市配电线路架空导线绝缘化率为呈逐年上升趋势。目前，关于供电线路增容运行技术的研究重点关注架空裸导线，因缺乏配电网架空绝缘导线动态载流能力计算与评估方法，对架空绝缘导线的研究鲜有报道。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种能够根据实际环境和运行条件实时评估配电网架空绝缘导线动态载流能力的配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法。本专利技术采用如下技术方案：一种配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法，所述配电网具有多个架空绝缘导线，所述绝缘架空导线包括导体及包裹所述导体的绝缘层，所述方法包括：步骤S1、预设一所述绝缘架空导线为绝缘架空导线，采集所述绝缘架空导线的现场运行数据并处理得到当前运行工况信息，所述现场运行数据包括当前运行电流、当前环境温度、当前日照强度以及当前导线表面温度；步骤S2、根据所述当前工况信息以及所述绝缘架空导线的物理电气参数构建热路模型，根据所述热路模型处理得到所述绝缘架空导线表面对空气散热的散热热阻T2和所述导体的导体温度θ，根据所述热路模型构建导线暂态温升模型，根据所述散热热阻、所述导体温度以及所述导线暂态温升模型处理得到所述绝缘架空导线到达允许工作温度所需的时间作为预设电流对应的第一安全运行时间；步骤S3、将所述预设电流作为所述绝缘架空导线的动态载流量，并根据所述动态载流量和所述第一安全运行时间处理得到相应的工作曲线，并根据所述工作曲线处理得到对应所述绝缘架空导线的配电网架空绝缘导线动态载流能力评估结果，所述动态载流能力评估结果包括所述绝缘架空导线在第二安全运行时间下的最大载流量、在第三安全运行时间下的最大载流量以及在两倍所述当前运行电流下的第四安全运行时间。优选的，所述物理电气参数包括所述绝缘架空导线的导线直径、所述绝缘层的绝缘介质材料类型以及所述绝缘层的厚度。优选的，所述步骤S2包括：步骤S21、根据所述物理电气参数计算所述架空绝缘导线的线路介质损耗Wd、所述导体的热容和部分所述绝缘层的热容之和Q1、所述绝缘层中除部分所述绝缘层之外的所述绝缘层的热容Q2以及所述导体至所述绝缘架空导线表面的表面热阻T1；步骤S22、对所述当前运行电流、所述当前环境温度θs、所述当前日照强度以及所述当前导线表面温度θ0进行处理，以得到所述绝缘架空导线的焦耳热损耗Wr和所述绝缘架空导线吸收的光照热量Ws，并构建所述热路模型；步骤S23、根据所述热路模型处理得到所述绝缘架空导线表面对空气散热的所述散热热阻T2和所述导体的所述导体温度θ；步骤S24、根据所述热路模型处理构建所述导线暂态温升模型；步骤S25、根据所述热阻、所述导体温度以及所述导线暂态温升模型处理得到所述绝缘架空导线到达允许工作温度所需的时间作为预设电流对应的第一安全运行时间。优选的，所述步骤S21和所述步骤S22基于IEC-60287标准进行计算。优选的，所述步骤S23中，采用下述公式处理得到所述散热热阻T2和所述导体温度θ：其中，Wr用于表示所述绝缘架空导线的所述焦耳热损耗；Wd用于表示所述绝缘架空导线的所述线路介质损耗；Ws用于表示所述绝缘架空导线在所述当前日照强度下吸收的光照热量；T1用于表示所述绝缘架空导线的所述导线至所述绝缘架空导线表面的所述表面热阻；T2用于表示所述绝缘架空导线表面对空气散热的所述散热热阻；θ用于表示所述绝缘架空导线的所述导体的所述导体温度；θ0用于表示所述绝缘架空导线的所述当前导线表面温度；θs用于表示所述绝缘架空导线的所述当前环境温度。优选的，所述步骤S24中，所述导线暂态温升模型对应的具体方程组如下：其中，Wr用于表示所述绝缘架空导线的所述焦耳热损耗；Wd用于表示所述绝缘架空导线的所述线路介质损耗；Ws用于表示所述绝缘架空导线在所述当前日照强度下吸收的光照热量；Q1用于表示所述绝缘架空导线的所述导体的热容和部分所述绝缘层的热容之和；Q2用于表示所述绝缘架空导线的所述绝缘层中除部分所述绝缘层之外的所述绝缘层的热容；T1用于表示所述绝缘架空导线的所述导线至所述绝缘架空导线表面的所述表面热阻；T2用于表示所述绝缘架空导线表面对空气散热的所述散热热阻；θ用于表示所述绝缘架空导线的所述导体的所述导体温度；θ0用于表示所述绝缘架空导线的所述当前导线表面温度；θs用于表示所述绝缘架空导线的所述当前环境温度；t用于表示所述绝缘架空导线的到达允许工作温度所需的时间。一种配电网架空绝缘导线动态载流能力评估系统，采用上述的配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法，用于处理并得到所述绝缘架空导线的实时动态导线载流量。优选的，所述配电网架空绝缘导线动态载流能力评估系统还用于在所述实时动态导线载流量超过预设报警值时输出报警信号。本专利技术的有益效果是：1)计算架空绝缘导线动态载流量时，考虑了外界自然风、雨、日照辐射对其造成的影响，使得计算结果更为准确；2)算法适用于各种线径架空绝缘导线，方便推广；3)且根据线路当前运行工况可计算任一负载下暂态温升过程，进而较为精确的提供不同安全运行时间下线路允许载流量，以及可长期安全运行的允许载流量，在保证安全运行的前提下最大限度的提高了线路的利用率，达到线路增容运行的目的，解决负荷转供难题。附图说明图1为本专利技术一种优选的实施例中，配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法的流程图；图2为本专利技术一种优选的实施例中，热路模型的示意图；图3为本专利技术一种优选的实施例中，步骤S2的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1-2所示，一种配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法，上述配电网具有多个架空绝缘导线，上述绝缘架空导线包括导体及包裹上述导体的绝缘层，上述导线型式可参见JKLYJ-10/120型导线；该方法通过对导线表面温度的实时测量，并结合外界环境因素和当前运行条件，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法，所述配电网具有多个架空绝缘导线，所述绝缘架空导线包括导体及包裹所述导体的绝缘层，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、预设一所述绝缘架空导线为绝缘架空导线，采集所述绝缘架空导线的现场运行数据并处理得到当前运行工况信息，所述现场运行数据包括当前运行电流、当前环境温度、当前日照强度以及当前导线表面温度；步骤S2、根据所述当前工况信息以及所述绝缘架空导线的物理电气参数构建热路模型，根据所述热路模型处理得到所述绝缘架空导线表面对空气散热的散热热阻和所述导体的导体温度，根据所述热路模型构建导线暂态温升模型，根据所述散热热阻、所述导体温度以及所述导线暂态温升模型处理得到所述绝缘架空导线到达允许工作温度所需的时间作为预设电流对应的第一安全运行时间；步骤S3、将所述预设电流作为所述绝缘架空导线的动态载流量，并根据所述动态载流量和所述第一安全运行时间处理得到相应的工作曲线，并根据所述工作曲线处理得到对应所述绝缘架空导线的配电网架空绝缘导线动态载流能力评估结果，所述动态载流能力评估结果包括所述绝缘架空导线在第二安全运行时间下的最大载流量、在第三安全运行时间下的最大载流量以及在两倍所述当前运行电流下的第四安全运行时间。...

【技术特征摘要】
1.一种配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法，所述配电网具有多个架空绝缘导线，所述绝缘架空导线包括导体及包裹所述导体的绝缘层，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、预设一所述绝缘架空导线为绝缘架空导线，采集所述绝缘架空导线的现场运行数据并处理得到当前运行工况信息，所述现场运行数据包括当前运行电流、当前环境温度、当前日照强度以及当前导线表面温度；步骤S2、根据所述当前工况信息以及所述绝缘架空导线的物理电气参数构建热路模型，根据所述热路模型处理得到所述绝缘架空导线表面对空气散热的散热热阻和所述导体的导体温度，根据所述热路模型构建导线暂态温升模型，根据所述散热热阻、所述导体温度以及所述导线暂态温升模型处理得到所述绝缘架空导线到达允许工作温度所需的时间作为预设电流对应的第一安全运行时间；步骤S3、将所述预设电流作为所述绝缘架空导线的动态载流量，并根据所述动态载流量和所述第一安全运行时间处理得到相应的工作曲线，并根据所述工作曲线处理得到对应所述绝缘架空导线的配电网架空绝缘导线动态载流能力评估结果，所述动态载流能力评估结果包括所述绝缘架空导线在第二安全运行时间下的最大载流量、在第三安全运行时间下的最大载流量以及在两倍所述当前运行电流下的第四安全运行时间。2.如权利要求1所述的配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法，其特征在于，所述物理电气参数包括所述绝缘架空导线的导线直径、所述绝缘层的绝缘介质材料类型以及所述绝缘层的厚度。3.如权利要求1所述的配电网架空绝缘导线动态载流能力评估方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S21、根据所述物理电气参数计算所述架空绝缘导线的线路介质损耗、所述导体的热容和部分所述绝缘层的热容之和、所述绝缘层中除部分所述绝缘层之外的所述绝缘层的热容以及所述导体至所述绝缘架空导线表面的表面热阻；步骤S22、对所述当前运行电流、所述当前环境温度、所述当前日照强度以及所述当前导线表面温度进行处理，以得到所述绝缘架空导线的焦耳热损耗和所述绝缘架空导线吸收的光照热量，并构建所述热路模型；步骤S23、根据所述热路模型处理得到所述绝缘架空导线表面对空气散热的所述散热热阻和所述导体的所述导体温度；步骤S24、根据所述热路模型处理构建所述导线暂态温升模型；步骤S25、根据所述热阻、所述导体温度以及所述导线暂态温升模型处理得到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张禹，钱之银，程孟晗，
申请(专利权)人：上海海能信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31