一种架空导线暂态载流量概率预测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于架空导线暂态载流量预测技术领域，提供了一种架空导线暂态载流量概率预测方法及系统。其中，该方法包括获取DTR历史量测数据；基于DTR历史量测数据，对目标时段起始点处导线温度及目标时段内各目标时刻的气象要素分别进行概率预测，对应得到导线温度概率密度函数及相应的气象要素概率密度函数；对获得的概率密度函数进行抽样，生成全时段时间序列场景集，进而得到不同允许温升时间下各场景的架空导线暂态载流量；统计所述架空导线暂态载流量的概率分布，预测出架空导线暂态载流量的概率，以挖掘出目标时段内架空导线的短时载流能力来指导调度方案的制定。能力来指导调度方案的制定。能力来指导调度方案的制定。

【技术实现步骤摘要】
一种架空导线暂态载流量概率预测方法及系统


[0001]本专利技术属于架空导线暂态载流量预测
，尤其涉及一种架空导线暂 态载流量概率预测方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在 先技术。
[0003]当输电元件故障并由保护装置切除后将引发电网潮流转移，这会导致其他 相关输电元件载流瞬间越限。载流越限输电元件的保护装置即刻动作于载流判 据，切除相应输电元件，防止过大载流造成输电元件的绝缘老化甚至损坏。保 护装置的快速动作阻止了输电元件由于载流跃升带来的温度骤增，充分保障了 输电元件的自身安全。但这种保障未考虑输电元件的电热平衡规律，即输电元 件具有热惯性，当载流瞬间越限后，输电元件的温度需经过相对缓慢的过程才 会达到限值，这就使得输电元件可以短时过载运行，但保护装置的快速切除忽 视了输电元件的这一短时载流能力，由此造成了架空导线传输容量的浪费，降 低了电力系统的经济效益。
[0004]为解决这一问题，研究人员从电热平衡本质出发，从热限制的视角看待架 空导线的过负荷状态，以此使架空导线的短时载流能力得以应用，从而为电力 系统实施校正控制来消除导线的过负荷状态提供了相应支持。但要使这一方法 得以实现，需要提前预测架空导线的短时载流能力，并将其与保护装置相配合， 才能保证校正控制的顺利实施。为此，国内外众多学者对架空导线短时载流能 力的预测展开了研究。其中，有的学者基于反时限电流保护的设计思路，提出 根据经验提前设定不同允许温升时间下输电元件载流越限的倍数予以粗略反映 架空导线的短时载流能力，并以此结果整定线路的保护装置，而后当载流越限 时通过计算越限倍数快速预测架空导线的短时载流能力并采取相应的校正控制 措施，消除导线的紧急状态。此外，有的学者基于架空导线静态热定值的确定 思路，基于实际情景将系统在事故发生后的线路短时允许过载限值设定为正常 热载荷容量限值的1.2倍，通过保守的静态短时热载荷量简化系统的优化调度模 型。同时还有学者根据输电线路的温度变化时间常数保守地将线路在事故后的 允许运行时间设定为10min，以统一的短时允许标准分析事故后的载流安全风险 问题。
[0005]上述方法基于载流越限程度或保守边界条件简化了预测步骤，使得运行人 员可以快速掌握架空导线的短时载流能力。但专利技术人发现，目前这些做法未考 虑到不同运行条件下架空导线的热变化规律并非是一成不变的，这会使得架空 导线短时载流能力的预测结果保守或冒进，这使其在与保护相配合下指导校正 控制会留有一定的安全隐患，由此带来系统运行风险。

技术实现思路

[0006]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种架空导线暂态 载流
量概率预测方法及系统，其以暂态载流量表征架空导线的短时载流能力， 对架空导线暂态载流量的概率进行预测，以此掌握未来时刻架空导线的短时载 流能力，进而指导调度方案的制定，提高架空导线运行的安全性。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一个方面提供一种架空导线暂态载流量概率预测方法，其包括：
[0009]获取DTR(Dynamic Thermal Rating,动态热定值)历史量测数据；其中， 所述DTR历史量测数据包括架空导线历史运行温度和导线周围历史气象数据；
[0010]基于DTR历史量测数据，对目标时段起始点处导线温度及目标时段内各目 标时刻的气象要素分别进行概率预测，对应得到导线温度概率密度函数及相应 的气象要素概率密度函数；
[0011]对获得的概率密度函数进行抽样，生成全时段时间序列场景集，进而得到 不同允许温升时间下各场景的架空导线暂态载流量；
[0012]统计所述架空导线暂态载流量的概率分布，预测出架空导线暂态载流量的 概率，以挖掘出目标时段内架空导线的短时载流能力来指导调度方案的制定。
[0013]作为一种实施方式，所述导线周围历史气象数据包括导线周围历史日照强 度、气温、风速和风向。
[0014]作为一种实施方式，采用长短期记忆神经网络分位数回归模型对目标时段 起始点处导线温度进行概率预测。
[0015]作为一种实施方式，采用长短期记忆神经网络分位数回归模型对目标时段 内各目标时刻的气象要素进行概率预测。
[0016]作为一种实施方式，计算架空导线暂态载流量I
t
的公式为：
[0017][0018]R
acmax
＝R
ac
(1+β(T
max
‑
20))
[0019]K2＝(πλ
f
N
u
+πDσεT
∑
)/mC
p
[0020]其中，T
c0
为导线的初始温度；T
max
为导线最大允许运行温度；R
ac
为20℃下 单位长度导体的交流电阻，β为电阻温度系数；α为导体表面的光照吸收率，Q
s
为日照强度，D为导体直径，T
a
为气温，m为单位长度导体质量，C
p
为导体比 热容，λ
f
为空气热传导率，N
u
为努塞尔数，σ为斯蒂芬
‑
玻尔兹曼常数，ε为导体 辐射率，T
∑
为时间变量，R
acmax
为20℃下单位长度导体的交流电阻的最大值，K2为 中间变量。
[0021]本专利技术的第二个方面提供一种架空导线暂态载流量概率预测系统，其包括：
[0022]历史量测数据获取模块，其用于获取DTR历史量测数据；其中，所述DTR 历史量测数据包括架空导线历史运行温度和导线周围历史气象数据；
[0023]概率密度函数计算模块，其用于基于DTR历史量测数据，对目标时段起始 点处导线温度及目标时段内各目标时刻的气象要素分别进行概率预测，对应得 到导线温度概率密度函数及相应的气象要素概率密度函数；
[0024]暂态载流量计算模块，其用于对获得的概率密度函数进行抽样，生成全时 段时间序列场景集，进而得到不同允许温升时间下各场景的架空导线暂态载流 量；
[0025]暂态载流量概率预测模块，其用于统计所述架空导线暂态载流量的概率分 布，预测出架空导线暂态载流量的概率，以挖掘出目标时段内架空导线的短时 载流能力来指导调度方案的制定。
[0026]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程 序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的架空导线暂态载流量概率预测方 法中的步骤。
[0027]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在 存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现 如上述所述的架空导线暂态载流量概率预测方法中的步骤。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种架空导线暂态载流量概率预测方法，其特征在于，包括：获取DTR历史量测数据；其中，所述DTR历史量测数据包括架空导线历史运行温度和导线周围历史气象数据；基于DTR历史量测数据，对目标时段起始点处导线温度及目标时段内各目标时刻的气象要素分别进行概率预测，对应得到导线温度概率密度函数及相应的气象要素概率密度函数；对获得的概率密度函数进行抽样，生成全时段时间序列场景集，进而得到不同允许温升时间下各场景的架空导线暂态载流量；统计所述架空导线暂态载流量的概率分布，预测出架空导线暂态载流量的概率，以挖掘出目标时段内架空导线的短时载流能力来指导调度方案的制定。2.如权利要求1所述的架空导线暂态载流量概率预测方法，其特征在于，所述导线周围历史气象数据包括导线周围历史日照强度、气温、风速和风向。3.如权利要求1所述的架空导线暂态载流量概率预测方法，其特征在于，采用长短期记忆神经网络分位数回归模型对目标时段起始点处导线温度进行概率预测。4.如权利要求1所述的架空导线暂态载流量概率预测方法，其特征在于，采用长短期记忆神经网络分位数回归模型对目标时段内各目标时刻的气象要素进行概率预测。5.如权利要求1所述的架空导线暂态载流量概率预测方法，其特征在于，计算架空导线暂态载流量I
t
的公式为：R
acmax
＝R
ac
(1+β(T
max
‑
20))K2＝(πλ
f
N
u
+πDσεT
∑
)/mC
p
其中，T
c0
为导线的初始温度；T
max
为导线最大允许运行温度；R
ac
为20℃下单位长度导体的交流电阻，β为电阻温度系数；α为导体表面的光照吸收率，Q
s
为日照强度，D为导体直径，T
a
为气温，m为单位长度导体质量，C
p
为导体比热容，λ
f
为空气热传导率，N
u
为努塞尔数，σ为斯蒂芬
‑
玻尔兹曼常数，ε为导体辐射率，T
∑
为时间变量，R
acmax
为20℃下单位长度导体的交流电阻的最大值，K2为中间变量。6.一种架空导线暂态载流量概率预测系统，其特征在于，包括：历史量测数据获取模块，其用于获取DTR历史量测数据；其中，所述DTR历史量测数据包括架空导线历史运行温度和导线周围历史气象...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金鑫，王孟夏，王海天，杨明，王明强，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：