一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统，所述系统包括数据监测装置、数据采集装置、无线通讯装置、终端处理器，所述终端处理器包括计算模块和预估模块，其中，所述计算模块用于根据实时接收的电压数字量信号和电流数字量信号计算得到当前输电线路的输电容量；所述预估模块用于基于所述当前输电线路的输电容量，根据实时接收的导线弧垂数字量信号、导线温度数字量信号、环境风速数字量信号和环境温度数字量信号预估计算输电线路能够扩充的输电容量余量。本发明专利技术无需使用英国摩尔根公式，根据测得的电流和电压可以直接计算得到输电容量，因此，该方法的准确度更好，算法更简单，计算的时间短，实时性更好。

A dynamic capacity expansion system and method based on voltage and current measurement of transmission lines

【技术实现步骤摘要】
一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统及方法
本专利技术属于供电
，特别涉及一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统及方法。
技术介绍
输电线路随着输电容量的增加，输电线路的温度和输电线路的弧垂随之增加。在不同的环境中，例如严寒的冬天和炎热的夏天，受环境温度的影响，输电线路允许输送的容量有较大差别：例如无风的天气和狂风大作的天气，受风的影响，输电线路允许输送的容量有较大差别；例如暴风雪的天气和晴朗的天气，受覆冰的影响，输电线路允许输送的容量亦有较大差别。现有技术中，根据环境温度、日照能量、风速和导线温度等利用热模型计算导线载流量，从而确定导线的限额，主要用到的算法是IEEEStd738-1993中《计算裸架空导线电流和温度关系的标准》、CIGREELT144线路工作组报告《架空导线的热性能》以及英国摩尔根公式，另有根据导线弧垂与导线温度的关系来提高输送容量的方法。这些都是间接的方法，需要配合环境温度、环境风速等参量进行修正，存在一定的误差。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统，所述系统包括数据监测装置、数据采集装置、无线通讯装置、终端处理器，所述数据监测装置与数据采集装置相连接，所述数据采集装置通过所述无线通讯装置与所述终端处理器相连接：所述数据监测装置能够监测输电线路的导线弧垂、输电线路的导线温度、输电杆塔或输电线路附近的环境风速、输电线路的电压、输电线路的电流、输电杆塔或输电线路附近的环境温度；所述数据采集装置能够将数据监测装置监测到的导线弧垂、导线温度、环境风速、电压、电流以及环境温度的模拟量信号转化为数字量信号，并将所述数字量信号传输至所述终端处理器；所述终端处理器包括计算模块和预估模块，其中，所述计算模块用于根据实时接收的电压数字量信号和电流数字量信号计算得到当前输电线路的输电容量；所述预估模块用于基于所述当前输电线路的输电容量，根据实时接收的导线弧垂数字量信号、导线温度数字量信号、环境风速数字量信号和环境温度数字量信号预估计算输电线路能够扩充的输电容量余量。进一步地，所述数据监测装置包括倾角传感器、第一温度传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器和第二温度传感器，其中，所述倾角传感器用于监测输电线路的导线弧垂；所述第一温度传感器用于监测输电线路的导线温度；所述风速传感器用于监测输电杆塔或输电线路附近的环境风速；所述电压传感器用于监测输电线路的电压；所述电流传感器用于监测输电线路的电流；所述第二温度传感器用于监测输电杆塔或输电线路附近的环境温度。进一步地，所述倾角传感器、第一温度传感器、电压传感器和电流传感器均布置在输电线路的表面，所述风速传感器和第二温度传感器均布置在输电杆塔的表面。进一步地，所述系统还包括供能系统，所述供能系统包括太阳能板、蓄电池、风力发电设备以及电压转换模块。进一步地，所述太阳能板和风力发电设备分别与蓄电池连接，所述太阳能板、蓄电池以及风力发电设备分别与电压转换模块连接。进一步地，所述电压转换模块分别与倾角传感器、第一温度传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器、第二温度传感器、数据采集装置以及无线通讯装置连接，用于对倾角传感器、第一温度传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器、第二温度传感器、数据采集装置以及无线通讯装置提供电能。进一步地，所述无线通讯装置为3G、4G、GPRS、Zigbee、北斗通信模块中的任一或组合。本专利技术还提供了一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容方法，所述方法包括：通过数据监测装置监测得到输电线路的导线弧垂、输电线路的导线温度、输电杆塔或输电线路附近的环境风速、输电线路的电压、输电线路的电流、输电杆塔或输电线路附近的环境温度；数据采集装置获取并将所述导线弧垂、导线温度、环境风速、电压、电流以及环境温度的模拟量信号转化为数字量信号，并将所述数字量信号传输至终端处理器；所述终端处理器根据电压数字量信号和电流数字量信号计算得到当前输电线路的输电容量；基于所述当前输电线路的输电容量，所述终端处理器根据导线弧垂数字量信号、导线温度数字量信号、环境风速数字量信号和环境温度数字量信号预估计算输电线路能够扩充的输电容量余量。本专利技术无需使用英国摩尔根公式，根据测得的电流和电压可以直接计算得到输电容量，因此，该方法的准确度更好，算法更简单，计算的时间短，实时性更好。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例的一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统示意图；图2示出了本专利技术实施例的一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统结构布置示意图；图3示出了本专利技术实施例的终端处理器处理流程示意图；图4示出了本专利技术实施例的一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容方法流程图。图中：1、输电杆塔；2、输电线路；3、倾角传感器；4、第一温度传感器；5、风速传感器；6、电压传感器；7、电流传感器；8、第二温度传感器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动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。本专利技术提供了一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统，如图1所示，所述系统包括数据监测装置、数据采集装置、无线通讯装置、终端处理器、供能系统。其中，所述数据监测装置与数据采集装置相连接，示例性的，数据监测装置与数据采集装置之间连接有光纤或电缆，通过光纤或电缆实现信号的传输，但不限于光纤或电缆，也可以是其他的信号传输设备；所述数据采集装置用于将数据监测装置监测到的模拟量信号转化为数字量信号，所述数据采集装置通过所述无线通讯装置与所述终端处理器相连接，所述终端处理器包括计算模块和预估模块，所述终端处理器用于根据接收的数字量信号预估计算输电线路能够扩充的输电容量余量；所述供能系统分别与数据监测装置、数据采集装置、无线通讯装置连接，用于给数据监测装置、数据采集装置、无线通讯装置提供电能。本实施例中，所述数据监测装置包括倾角传感器、第一温度传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器和第二温度传感器，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统，所述系统包括数据监测装置、数据采集装置、无线通讯装置、终端处理器，所述数据监测装置与数据采集装置相连接，所述数据采集装置通过所述无线通讯装置与所述终端处理器相连接，其特征在于：/n所述数据监测装置能够监测输电线路的导线弧垂、输电线路的导线温度、输电杆塔或输电线路附近的环境风速、输电线路的电压、输电线路的电流、输电杆塔或输电线路附近的环境温度；/n所述数据采集装置能够将数据监测装置监测到的导线弧垂、导线温度、环境风速、电压、电流以及环境温度的模拟量信号转化为数字量信号，并将所述数字量信号传输至所述终端处理器；/n所述终端处理器包括计算模块和预估模块，其中，/n所述计算模块用于根据实时接收的电压数字量信号和电流数字量信号计算得到当前输电线路的输电容量；/n所述预估模块用于基于所述当前输电线路的输电容量，根据实时接收的导线弧垂数字量信号、导线温度数字量信号、环境风速数字量信号和环境温度数字量信号预估计算输电线路能够扩充的输电容量余量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统，所述系统包括数据监测装置、数据采集装置、无线通讯装置、终端处理器，所述数据监测装置与数据采集装置相连接，所述数据采集装置通过所述无线通讯装置与所述终端处理器相连接，其特征在于：
所述数据监测装置能够监测输电线路的导线弧垂、输电线路的导线温度、输电杆塔或输电线路附近的环境风速、输电线路的电压、输电线路的电流、输电杆塔或输电线路附近的环境温度；
所述数据采集装置能够将数据监测装置监测到的导线弧垂、导线温度、环境风速、电压、电流以及环境温度的模拟量信号转化为数字量信号，并将所述数字量信号传输至所述终端处理器；
所述终端处理器包括计算模块和预估模块，其中，
所述计算模块用于根据实时接收的电压数字量信号和电流数字量信号计算得到当前输电线路的输电容量；
所述预估模块用于基于所述当前输电线路的输电容量，根据实时接收的导线弧垂数字量信号、导线温度数字量信号、环境风速数字量信号和环境温度数字量信号预估计算输电线路能够扩充的输电容量余量。


2.根据权利要求1所述的基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统，其特征在于：所述数据监测装置包括倾角传感器、第一温度传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器和第二温度传感器，其中，
所述倾角传感器用于监测输电线路的导线弧垂；
所述第一温度传感器用于监测输电线路的导线温度；
所述风速传感器用于监测输电杆塔或输电线路附近的环境风速；
所述电压传感器用于监测输电线路的电压；
所述电流传感器用于监测输电线路的电流；
所述第二温度传感器用于监测输电杆塔或输电线路附近的环境温度。


3.根据权利要求2所述的基于输电线路电压电流测量的动态扩容系统，其特征在于：所述倾角传感器、第一温度传感器、电压传感器和电流传感器均布置在输电线路的表面，所述风速传感器和第二温度传感器均布置在输...

【专利技术属性】
技术研发人员：武建平，余占清，牟亚，杨玺，唐信，耿屹楠，马超然，曾嵘，欧阳勇，裴运军，严鑫，王晓蕊，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司江门供电局，清华大学，
类型：发明
国别省市：广东;44