一种动态载流能力评估方法及装置与流程

1.本技术涉及电网设备动态载流能力评估技术领域，本技术涉及一种动态载流能力评估方法，本技术还涉及一种动态载流能力评估装置。


背景技术：

2.随着用电负荷不断攀升，部分变压器、输电线路为满足负荷输送需求而处于大负荷运行状态，输电能力瓶颈问题日益显现。目前随着电网主网架的加强，暂态稳定逐渐不再是制约输电能力的主要因素，而是输电线路断面在正常运行方式下，潮流可能超过规程规定的静态载流量限值，为确保设备不因过载而跳闸，需在正常运行方式下严格控制其输电功率。
3.输电断面的输送能力取决于线路和变压器的带载能力，以及线路的潮流分配；由于缺乏有效的电网设备动态载流能力评估方法，难以在确保架空线路、主变压器热稳定安全的前提下确定其真实过载能力，只能基于保守的静态带载能力规定输送电量限额，部分地区主变压器、架空输电线路的输送容量被静态载流量限制，严重制约了系统内的容量输送；而建设新的线路走廊、增加主变数量不仅投资巨大，建设周期长，而且在用地紧张的各大城市附近开辟新的线路走廊难度较大。
4.现有的输电线路、变压器动态增容评估方法，主要考虑单类设备的过载能力，未考虑到输电线路、变压器为一个整体，存在线路具备过载运行空间但主变无法安全送出所需求的电量，或是主变具备过载运行空间但线路断面无法安全输送所需求的电量，同时也未考虑到输送断面内的线路潮流分布，导致现有方案实用性较差。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术中的问题，本技术提供一种动态载流能力评估方法，本技术还涉及一种动态载流能力评估装置。
6.本技术提供一种动态载流能力评估方法，包括：
7.计算输电断面的第一电需求容量和主变压器第一过载能力，以及所述输电断面内各个输电线路的第二过载能力；
8.根据所述第一电需求容量和所述第一过载能力的比较结果，确定是否执行潮流分布；
9.若否，则直接计算动态载流能力，若是，则执行所述潮流分布后，根据所述第一电需求容量、第一过载能力和第二过载能力的比较结果，确定所述动态载流能力。
10.可选的，所述潮流分布包括：
11.依据所述输电断面内的各输电线路供电地区的重要程度，为每条线路分配潮流分配系数k
l
，其中所述第一输送容量等于所述第一过载能力。
12.可选的，所述动态载流能力包括：
13.在所述第一过载能力与潮流分布系数kl的积、所述第一电需求量、所述第二过载
能力中，取三者中的最小值作为该输电线路的动态载流能力。
14.可选的，所述第一过载能力的表达式如下：
[0015][0016]
其中，θh为变压器热点温度，θa为环境温度，δθ
or
为主变在额定损耗下顶层油稳态温升，r为主变在额定电流下负载损耗与空载损耗的比值，k为负载系数(负载电流/额定电流)，x为油指数，y为绕组指数，h为热点系数，gr为额定电流下绕组平均温度对油平均温度的梯度，p
rate
为主变的额定容量。
[0017]
可选的，所述第二过载能力的表达式如下：
[0018][0019]
其中，p
l
为动态载流能力，θ为导线的载流温升，v为风速，d为导线外径，ε为导线表面的辐射系数，s为斯蒂芬-包尔茨曼常数，ta为环境温度，s为导线吸热系数，k
t
为交直流电阻比；r
dt
为t℃时直流电阻，is为日光对导线的日照强度，u为导线运行电压，为功率因数。
[0020]
本技术还提供一种动态载流能力评估装置，包括：
[0021]
计算模块，用于计算输电断面的第一电需求容量和主变压器第一过载能力，以及所述输电断面内各个输电线路的第二点需求容量和第二过载能力；
[0022]
配置模块，用于根据所述第一电需求容量和所述第一过载能力的比较结果，确定是否执行潮流分布；
[0023]
执行模块，若否，则直接计算动态载流能力，若是，则执行所述潮流分布后，根据所述第一电需求容量、第一过载能力和第二过载能力的比较结果，确定所述动态载流能力。
[0024]
可选的，所说配置模块中的所述潮流分布包括：
[0025]
依据所述输电断面内的各输电线路供电地区的重要程度，为每条线路分配潮流分配系数k
l
，令所述第一输送容量等于所述第一过载能力。
[0026]
可选的，所述执行模块进行动态载流能力计算包括：
[0027]
在所述第一过载能力与潮流分布系数kl的积、所述第一电需求量、所述第二过载能力中，取三者中的最小值作为该输电线路的动态载流能力。
[0028]
可选的，所述计算模块计算第一过载能力的表达式如下：
[0029][0030]
其中，θh为变压器热点温度，θa为环境温度，δθ
or
为主变在额定损耗下顶层油稳态温升，r为主变在额定电流下负载损耗与空载损耗的比值，k为负载系数(负载电流/额定电流)，x为油指数，y为绕组指数，h为热点系数，gr为额定电流下绕组平均温度对油平均温度
的梯度，p
rate
为主变的额定容量。
[0031]
可选的，所述计算模块计算第二过载能力的表达式如下：
[0032][0033]
其中，p
l
为动态载流能力，θ为导线的载流温升，v为风速，d为导线外径，ε为导线表面的辐射系数，s为斯蒂芬-包尔茨曼常数，ta为环境温度，s为导线吸热系数，k
t
为交直流电阻比；r
dt
为t℃时直流电阻，is为日光对导线的日照强度，u为导线运行电压，为功率因数。
[0034]
本技术相较于现有技术的优点是：
[0035]
一种动态载流能力评估方法，包括：计算输电断面的第一电需求容量和主变压器第一过载能力，以及所述输电断面内各个输电线路的第二过载能力；根据所述第一电需求容量和所述第一过载能力的比较结果，确定是否执行潮流分布；若否，则直接计算动态载流能力，若是，则执行所述潮流分布后，根据所述第一电需求容量、第一过载能力和第二过载能力的比较结果，确定所述动态载流能力。从输电线路断面和主变压器两方面进行综合考虑，通过计算输电线路和变压器的真实过载能力，同时考虑输送断面内的线路潮流分布，从而给出变压器和输送断面内线路的输送容量，据此可指导电网设备增容运行。
附图说明
[0036]
图1是本技术中动态载流能力评估流程示意图；
[0037]
图2是本技术中动态载流能力评估逻辑示意图；
[0038]
图3是本技术中动态载流能力评估装置示意图。
具体实施方式
[0039]
以下内容均是为了详细说明本技术要保护的技术方案所提供的具体实施过程的示例，但是本技术还可以采用不同于此的描述的其他方式实施，本领域技术人员可以在本技术构思的指引下，采用不同的技术手段实现本技术，因此本技术不受下面具体实施例的限制。
[0040]
一种动态载流能力评估方法，包括：计算输电断面的第一电需求容量和主变压器第一过载能力，以及所述输电断面内各个输电线路的第二过载能力；根据所述第一电需求容量和所述第一过载能力的比较结果，确定是否执行潮流分布；若否，则直接计算动态载流能力，若是，则执行所述潮流分布后，根据所述第一电需求容量、第一过载能力和第二过载能力的比较结果，确定所述动态载流能力。从输电线路断面和主变压器两方面进行综合考虑，通过计算输电线路和变压器的真实过载能力，同时考虑输送断面内的线路潮流分布，从而给出变压器和输送断面内线路的输送容量，据此可指导电网设备增容运行。
[0041]
图1是本技术中动态载流能力评估流程示意图。
[0042]
请参照图1所示，本技术主要是将电网设备中的输电线路和主变压器作为一个整体来进行动态增容计算，结合潮流分布要求，提出了一种电网设备动态载流能力评估方法，
该方法可在同时保证输电线路和主变压器安全运行的前提下，指导其增容运行。具体的，该方法执行步骤如下：
[0043]
s101计算输电断面的第一电需求容量和主变压器第一过载能力，以及所述输电断面内各个输电线路的第二点需求容量和第二过载能力；
[0044]
s102根据所述第一电需求容量和所述第一过载能力的比较结果，确定是否执行潮流分布；
[0045]
s103若否，则直接计算动态载流能力，若是，则执行所述潮流分布后，根据所述第一电需求容量、第一过载能力和第二过载能力的比较结果，确定所述动态载流能力。
[0046]
图2是本技术中动态载流能力评估逻辑示意图。
[0047]
请结合图1和图2所示，在所述步骤1中，依据输电断面供电地区的用电需求计算所需容量，据此确定输电断面第一需求容量pls，pls即为输电断面内各输电线路的输送需求plis之和。
[0048]
需要说明的是，在以下文字描述中，变压器过载能力为所述第一过载能力，各输电线路的过载能力为第二过载能力。
[0049]
计算承担此输电断面电能输送的主变压器过载能力，计算方法如下：
[0050][0051]
其中，p
tr
为所述动态过载能力，θh为变压器热点温度，θa为环境温度，δθ
or
为主变在额定损耗下顶层油稳态温升，r为主变在额定电流下负载损耗与空载损耗的比值，k为负载系数(负载电流/额定电流)，x为油指数，y为绕组指数，h为热点系数，gr为额定电流下绕组平均温度对油平均温度的梯度，p
rate
为主变的额定容量。
[0052]
计算输送断面内各输电线路的过载能力，计算方法如下：
[0053][0054]
其中，p
l
为动态载流能力，θ为导线的载流温升，v为风速，d为导线外径，ε为导线表面的辐射系数，s为斯蒂芬-包尔茨曼常数，ta为环境温度，s为导线吸热系数，k
t
为交直流电阻比；r
dt
为t℃时直流电阻，is为日光对导线的日照强度，u为导线运行电压，为功率因数。
[0055]
经过上述计算，获得了所述第一电需求容量和主变压器第一过载能力，以及所述输电断面内各个输电线路的第二过载能力。
[0056]
在步骤2中，比较所述第一过载能力p
tr
与所述第一需求容量p
ls
；
[0057]
若p
tr
≧p
ls
，则比较输送断面内各输电线路的输送容量需求p
lis
与输电线路的过载能力p
l
，若p
lis
》p
l
，则将p
l
值作为该输电线路输送容量p
lt
的值；若p
lis
≦p
l
，则将p
lis
值作为该输电线路输送容量p
lt
的值；此时令主变压器的输送容量p
tt
为各输电线路输送容量之和sum(p
lt
)。
[0058]
若p
tr
《p
ls
,则依据输电断面内的各输电线路供电地区的重要程度，为每条线路分配潮流分配系数k
l
，此时令主变压器的输送容量p
tt
为主变压器过载能力p
tr
。
[0059]
在步骤3中，根据为每条输电线路分配的潮流分布系数k l
，计算主变压器过载能力p
tr
*潮流分布系数k l
，对比主变压器过载能力p
tr
*潮流分布系数k l
的积、该输电线路输送需求p
lis
、输电线路的过载能力p
l
，取三者中的最小值作为该输电线路的输送容量p
lt
。
[0060]
本技术还提供一种动态载流能力评估装置，包括：计算模块301，配置模块302和结果模块303。
[0061]
图3是本技术中动态载流能力评估装置示意图。
[0062]
请参照图3所示，计算模块301，用于计算输电断面的第一电需求容量和主变压器第一过载能力，以及所述输电断面内各个输电线路的第二点需求容量和第二过载能力.
[0063]
依据输电断面供电地区的用电需求计算所需容量，据此确定输电断面第一需求容量pls，pls即为输电断面内各输电线路的输送需求plis之和。
[0064]
需要说明的是，在以下文字描述中，变压器过载能力为所述第一过载能力，各输电线路的过载能力为第二过载能力。
[0065]
计算承担此输电断面电能输送的主变压器过载能力，计算方法如下：
[0066][0067]
其中，p
tr
为所述动态过载能力，θh为变压器热点温度，θa为环境温度，δθ
or
为主变在额定损耗下顶层油稳态温升，r为主变在额定电流下负载损耗与空载损耗的比值，k为负载系数(负载电流/额定电流)，x为油指数，y为绕组指数，h为热点系数，gr为额定电流下绕组平均温度对油平均温度的梯度，p
rate
为主变的额定容量。
[0068]
计算输送断面内各输电线路的过载能力，计算方法如下：
[0069][0070]
其中，p
l
为动态载流能力，θ为导线的载流温升，v为风速，d为导线外径，ε为导线表面的辐射系数，s为斯蒂芬-包尔茨曼常数，ta为环境温度，s为导线吸热系数，k
t
为交直流电阻比；r
dt
为t℃时直流电阻，is为日光对导线的日照强度，u为导线运行电压，为功率因数。
[0071]
经过上述计算，获得了所述第一电需求容量和主变压器第一过载能力，以及所述输电断面内各个输电线路的第二过载能力。
[0072]
请参照图3所示，配置模块302，用于根据所述第一电需求容量和所述第一过载能力的比较结果，确定是否执行潮流分布。
[0073]
比较所述第一过载能力p
tr
与所述第一需求容量p
ls
；
[0074]
若p
tr
≧p
ls
，则比较输送断面内各输电线路的输送容量需求p
lis
与输电线路的过载能力p
l
，若p
lis
》p
l
，则将p
l
值作为该输电线路输送容量p
lt
的值；若p
lis
≦p
l
，则将p
lis
值作为该
输电线路输送容量p
lt
的值；此时令主变压器的输送容量p
tt
为各输电线路输送容量之和sum(p
lt
)。
[0075]
若p
tr
《p
ls
,则依据输电断面内的各输电线路供电地区的重要程度，为每条线路分配潮流分配系数k l
，此时令主变压器的输送容量p
tt
为主变压器过载能力p
tr
。
[0076]
请参照图3所示，结果模块，若否，则直接计算动态载流能力，若是，则执行所述潮流分布后计算所述动态载流能力。
[0077]
根据为每条输电线路分配的潮流分布系数k l
，计算主变压器过载能力p
tr
*潮流分布系数k l
，对比主变压器过载能力p
tr
*潮流分布系数k l
的积、该输电线路输送需求p
lis
、输电线路的过载能力p
l
，取三者中的最小值作为该输电线路的输送容量p
lt
。
[0078]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本技术实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。
[0079]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0080]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0081]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0082]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0083]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。