【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于属于架空输电导线温度评估，具体涉及一种考虑降水冷却作用的架空输电线路导线温度求解方法。
技术介绍
1、架空输电导线温度是电网部门最关心的参数之一。因为导线温度对架空输电线路安全距离校核、弧垂应力计算和动态容量裕度评估等方面具有重要影响。现有研究表明，雨水会对架空导线温度产生不可忽略的影响。然而，传统架空导线热平衡方程在计算导线温度时并未考虑降水的影响，导致其计算结果误差较大。例如：
2、文献[1]:徐青松，季洪献，侯炜，等.监测导线温度实现输电线路增容新技术[j].电网技术，2006(s1)：171-176。该文献分析了输电线路导线温度与导线载流量、环境温度、风速、日照强度、导线表面状态等方面的关系，通过监测导线温度提高线路输送容量，但并未考虑降雨对架空线路热平衡状态的影响。
3、文献[2]:关卓林，王玉侠.输电线路状态监测导线温度的系统设计[j].科技风，2022，478(2)：4-6。该文献设计出一种能够对输电线路的电流和温度进行实时监测的系统，从而使该系统能及时准确地反映输电线路各监控点的温度状况，但该方法在稳态运行载流量计算时，仅考虑导线表面辐射散热、太阳日照吸热、导线吸热等因素，而未考虑降雨对架空线路热平衡状态的影响。
4、文献[3]:骆书剑，王锐，黄振，等.架空线路动态增容等效换热稳态模型的误差分析及改进[j].电工电能新技术，2021，40(11)：72-80。该文献提出了一种基于铝球等效换热稳态模型计算架空导线容量裕度的方法，但其在建模过程中未考虑降雨所产生的冷却
5、中国专利“一种架空导线稳态温度计算方法、系统以及设备”(申请号：202110140135.8)。该专利结合环境数据和所训练的关联模型，实现了架空导线稳态温度评估，但该方法只适用于简单的稳定环境，并未考虑降雨对实际架空导线热平衡状态的影响，因而难以准确计算降雨条件下架空输电线路导线温度。
6、综上所述，现有技术中尚无一种准确考虑降雨条件下的架空线路导线温度计算方法。
技术实现思路
1、本专利技术将与降水有关的雨水撞击散热、蒸发散热引入到传统热平衡方程中，提出了一种考虑降水冷却作用的架空输电线路导线温度求解方法，该方法对于提高架空线路传输容量、保证系统正常安全运行等方面具有重要意义。
2、本专利技术采取的技术方案为：
3、一种考虑降水冷却作用的架空输电线路导线温度求解方法，包括以下步骤：
4、步骤一：测量线路电流，并获取太阳辐射强度、环境温度、压力、有效风速、相对湿度和降雨强度气象数据；
5、步骤二：通过引入与降水相关的雨水撞击散热、蒸发散热计算公式，改进传统的架空导线热平衡方程；
6、步骤三：基于步骤一获取的气象数据与导线电流，求解步骤二的架空导线热平衡方程，进而推导出架空导线交流电阻表达式r(ts)；
7、步骤四：依据架空导线温度相关电阻公式，求得导线温度ts。
8、所述步骤二中，改进的架空导线热平衡方程如下：
9、qc+qr+qim+qe＝qs+qi
10、式中，qc为空气对流散热；qr为导线辐射散热；qim为雨水撞击散热；qe为雨水蒸发散热；qs为日照吸热；qi为焦耳发热。
11、其中，导线单位长度雨水撞击散热qim通过引入雨水的质量通量fp来计算：
12、
13、式中，cw为水的比热容；ts为导线表面温度；ta为环境温度；fp采用降雨强度p和有效风速u计算：
14、
15、式中，ρw为水的密度；p为降雨强度。
16、导线单位长度的蒸发散热qe的计算，我们认为随着降水率的增加，湿润面积也在增加，要综合考虑动态湿润因子wf、蒸发质量通量fe和蒸发潜热le来计算，即：
17、qe＝wffele
18、式中，动态湿润因子wf与雨水的质量通量fp有关，我们将动态湿润因子wf由雨水质量通量fp的反正切函数表示，即：
19、
20、式中，fp为雨水质量通量，其动态湿润因子趋势图如图3所示。
21、蒸发质量通量fe的计算，综合考虑对流换热系数h、饱和压力es、空气压力p和水蒸气与空气的分子质量比k，即：
22、
23、式中，r为导线半径；cp为空气比热，cp＝1kj/kg k；k＝0.62；es的计算公式为：
24、
25、式中，es0＝6.1hpa；rv＝461j/kg k。
26、所述步骤三中，架空导线交流电阻表达式r(ts)公式如下：
27、
28、d为导线直径，如图2所示，i为导线测量电流。
29、所述步骤四中，架空导线温度相关电阻公式为：
30、r(ts)＝r20(1+α20(ts-20℃))
31、式中，r20为在20℃下的电阻率；α20为热阻系数。
32、本专利技术一种考虑降水冷却作用的架空输电线路导线温度求解方法，技术效果如下：
33、1)本专利技术步骤一中,综合利用线路电流和气象站工艺装置获取的气象数据，有助于提高电力系统的运行效率、可靠性，同时为系统的管理和维护提供更全面的信息。
34、2)本专利技术步骤二中，引入雨水撞击散热和蒸发散热计算公式改进传统的架空导线热平衡方程，同时，本专利技术引入动态湿润因子计算蒸发散热，以此考虑随着降雨强度p的增加，湿润面积也增加，可以提高对导线温度变化的准确预测，改善电力系统的安全性、稳定性，并支持更有效的运行管理和工程设计。
35、3)本专利技术步骤三中，通过求解热平衡方程导出导线电阻表达式为步骤四做铺垫，将气象数据和导线电流纳入热平衡方程，使得模型更贴近实际工况。这对于电力系统的可靠性和安全性的评估具有重要意义。
36、4)本专利技术步骤四中，在热平衡方程中，导线温度通常是一个未知量,通过与温度相关的电阻公式，能够将温度引入方程中，形成一个可以求解的系统，进而计算导线温度。
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1.一种考虑降水冷却作用的架空输电线路导线温度求解方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种考虑降水冷却作用的架空输电线路导线温度求解方法，其特征在于：所述步骤二中，改进的架空导线热平衡方程如下：
3.根据权利要求1所述一种考虑降水冷却作用的架空输电线路导线温度求解方法，其特征在于：所述步骤三中，架空导线交流电阻表达式R(Ts)公式如下：
4.根据权利要求1所述一种考虑降水冷却作用的架空输电线路导线温度求解方法，其特征在于：所述步骤四中，架空导线温度相关电阻公式为：
【技术特征摘要】
1.一种考虑降水冷却作用的架空输电线路导线温度求解方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种考虑降水冷却作用的架空输电线路导线温度求解方法，其特征在于：所述步骤二中，改进的架空导线热平衡方程如下：
3.根据权利要求1所述一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李瀚儒，张滔，来永立，徐涛，李艳飞，黄凌宇，张娅，丁晨星，刘智健，赵宏伟，丁施尹，周靖钧，黄浩然，刘任，唐波，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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