输电线路输送容量动态测算系统及方法技术方案

输电线路输送容量动态测算系统及方法，涉及输电技术。本发明专利技术包括包括设于输电线路上的数据采集终端、通过通信网络与数据采集终端相连的监控主站、以及与监控主站通信连接的数据采集与监视控制子系统，所述的数据采集终端至少包括导线张力传感器、温度传感器和风力传感器。能比较准确地动态确定线路最大容许输送容量，能提升电网输送能力，提高原有线路的利用率，达到少建或缓建输电线路的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输电技术，具体是一种用于110KV及以上架空输电线路的输送容量动态测算系统及方法。
技术介绍
由于中国电力对DLR(动态提高输电线路输送容量)技术的迫切要求，2003年美国 The Valley Group Inc.的CATl系统已经在中国设立了代理公司，美国EPRI的DTCR由于技术原因还很难大面积推广。中国也有一些小的私营公司进入这个研究领域，但由于技术水平所限，他们很难开发出电力系统的实用的DLR系统。经济建设和社会发展需求的要求。我国史无前例的电力持续增长急需DLR技术， 社会需求是技术发展的最大因素。我国地域辽阔、气候条件复杂，采用目前的静态输送容量方式存在明显缺陷，在不增加较多投资的情况下，采用DLR技术的动态方式是最经济的提高输送容量方案。在这种背景下，开发出一种利用实际气象条件和对线路参数进行实时监测来确定线路动态容量的监测系统，允许设备超负荷运行而不会带来危害的技术具有重要理论和现眉、ο
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种，来提升电网输送能力，提高原有线路的利用率，达到少建或缓建输电线路的目的。为此，本专利技术采用以下技术方案输电线路输送容量动态测算系统，其特征在于它包括设于输电线路上的数据采集终端、通过通信网络与数据采集终端相连的监控主站、以及与监控主站通信连接的数据采集与监视控制子系统，所述的数据采集终端至少包括导线张力传感器、温度传感器和风力传感器。作为对上述技术方案的完善和补充，本专利技术进一步采取如下技术措施或是这些措施的任意组合所述的数据采集终端设于输电线路耐张杆塔上。相应地，本专利技术还提供一种输电线路输送容量动态测算方法，所述的监控主站从数据采集终端获得导线张力和环境温度、风力信息，从数据采集与监视控制子系统获得导线实时负荷信息，然后计算线路的导线平均温度、导线弧垂，进而确定线路的容许输送容量，并将结果返回给数据采集与监视控制子系统数据库，显示实时容许输送容量。所述容许输送容量的确定包括如下步骤1)数据采集终端的导线张力传感器测得导线的张力，温度传感器测得导线的环境温度，风力传感器测得风速和风向，监控主站根据导线的张力、环境温度、风速、风向计算导线的弧垂；2)建立导线的张力-弧垂-温度曲线图表，从而得到导线的平均温度；3)当导线的温度高于环境温度5摄氏度以上时，采用导线温度模型根据环境温度、导线温度、导线电流及热平衡方程计算输送容量；当导线的温度高于环境温度5摄氏度或5摄氏度以内时，采用气候模型根据环境温度、风速、风向以及经验表达式来计算输送容量。DC2P-I计算弧垂时，根据公式弧垂β = ^~^"T (m)，其中，RS为耐张段架空线的代表8σ0cos β档距，综合比载g’= A2Hg^ ;ge为作用在电线单位长度上的风荷比载，&为导线的自重比载，σ ^为与比载作用线相垂直的纵向应力分量，β为耐张段各档架空线悬挂点高差有益效果本专利技术能比较准确地动态确定线路最大容许输送容量，能提升电网输送能力，提高原有线路的利用率，达到少建或缓建输电线路的目的。附图说明图1为本专利技术系统的示意图；图2为本专利技术容许输送容量的确定流程图；图3为本专利技术一个例子的实时输电容量图。具体实施例方式如图1所示的输电线路输送容量动态测算系统，由多个装设在架空输电线路耐张杆塔上的DLR数据采集终端(DTU)和设在调度中心的一个DLR监控主站(DMS)构成。DTU 与DMS之间通过公共移动通信网利用GSM短消息或GPRS网络实现数据传输。系统架构如图所示。系统正常运行时，DMS从DTU获得导线张力和环境气候状态实时数据，从SCADA系统(数据采集与监视控制子系统)获得实时负荷信息，然后计算线路的导线平均温度、导线弧垂，进而确定线路的容许输送容量，可以将结果返回给SCADA系统数据库，并将实时容量显示在操作员控制平台上。如图2所示，本专利技术测算流程主要包括1)通过测量导线的张力得出导线的弧垂线路动态容量监测系统带有张力监视，张力传感器测量导线的张力，根据测得的气候条件(如环温、风速、风向等)来计算导线的弧垂。建立导线的力学数学模型，在风偏平面内计算导线的弧垂。2)求导线温度根据测得的张力建立导线的张力-弧垂-温度曲线图表，从而得到导线的平均温度。3)根据热平衡方程来计算导线容量采用气候模型(WM)、导线温度模型(CTM)相结合的方法，来求出输电线路容量。 计算弧垂时，根据公式弧垂D = ^^ (m)，其中，RS为耐张段架空线的代表8σ0cos ρ档距，综合比载g’=^、+沙2，ge为作用在电线单位长度上的风荷比载，&为导线的自重比载，σ ^为与比载作用线相垂直的纵向应力分量，β为耐张段各档架空线悬挂点高差角。导线温度的计算也可采用下述方法起始条件下，一定气候条件下的水平应力可知。然后根据测得的张力，得出水平应力，代入状态方程，即可得出导线的温度。架空线路导线的状态方程式(无高差状态)权利要求1.输电线路输送容量动态测算系统，其特征在于它包括设于输电线路上的数据采集终端、通过通信网络与数据采集终端相连的监控主站、以及与监控主站通信连接的数据采集与监视控制子系统，所述的数据采集终端至少包括导线张力传感器、温度传感器和风力传感器。2.根据权利要求1所述的输电线路输送容量动态测算系统，其特征在于所述的数据采集终端设于输电线路耐张杆塔上。3.根据权利要求1所述输电线路输送容量动态测算系统的测算方法，其特征在于所述的监控主站从数据采集终端获得导线张力和环境温度、风力信息，从数据采集与监视控制子系统获得导线实时负荷信息，然后计算线路的导线平均温度、导线弧垂，进而确定线路的容许输送容量，并将结果返回给数据采集与监视控制子系统数据库，显示实时容许输送容量。4.根据权利要求3所述的输电线路输送容量动态测算方法，其特征在于所述容许输送容量的确定包括如下步骤1)数据采集终端的导线张力传感器测得导线的张力，温度传感器测得导线的环境温度，风力传感器测得风速和风向，监控主站根据导线的张力、环境温度、风速、风向计算导线的弧垂；2)建立导线的张力-弧垂-温度曲线图表，从而得到导线的平均温度；3)当导线的温度高于环境温度5摄氏度以上时，采用导线温度模型根据环境温度、导线温度、导线电流及热平衡方程计算输送容量；当导线的温度高于环境温度5摄氏度或5摄氏度以内时，采用气候模型根据环境温度、风速、风向以及经验表达式来计算输送容量。5.根据权利要求4所述的输电线路输送容量动态测算方法，其特征在于计算弧垂D θ2 (时，根据公式弧垂β 二^^ (m)，其中，RS为耐张段架空线的代表档距，综合比载8σ0 cos βg'=^g\+ge2，ge为作用在电线单位长度上的风荷比载，知为导线的自重比载，。0为与比载作用线相垂直的纵向应力分量，β为耐张段各档架空线悬挂点高差角。全文摘要，涉及输电技术。本专利技术包括包括设于输电线路上的数据采集终端、通过通信网络与数据采集终端相连的监控主站、以及与监控主站通信连接的数据采集与监视控制子系统，所述的数据采集终端至少包括导线张力传感器、温度传感器和风力传感器。能比较准确地动态确定线路最大容许输送容量，能提升电网输送能力，提高原有线路的利用率，达到少建或缓建输电线路的目的。文档编号H0本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．输电线路输送容量动态测算系统，其特征在于：它包括设于输电线路上的数据采集终端、通过通信网络与数据采集终端相连的监控主站、以及与监控主站通信连接的数据采集与监视控制子系统，所述的数据采集终端至少包括导线张力传感器、温度传感器和风力传感器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾奕，
申请(专利权)人：上海产联电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31