一种架空输电线路载流限值评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种架空输电线路载流限值评估方法，其包括步骤：(1)采用放置于两座杆塔之间的架空导线最低点的可移动摄像头获取导线弧垂；(2)根据获得的导线弧垂计算导线张力；(3)根据导线张力、导线实时载流量以及环境风速，获得导线的实际温度；(4)利用导线实际温度与获得的环境参数评估导线实时最大载流量。该方法通过获取导线弧垂间接获得导线实际温度，其测温准确度远高于目前的直接由温度传感器读取方法，从而能准确评估线路实时最大载流量，解决作为智能电网中智能输电线路技术支撑系统的重要部分的输电线路动态增容系统的极其重要的数据准确性问题，对于电力输送安全高效和电力市场交易均意义重大。
【专利说明】一种架空输电线路载流限值评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种输电线路实时最大载流量评估方法，尤其涉及一种架空输电线路 实时最大载流量评估方法。
【背景技术】
[0002] 我国目前处在一个电力系统高速发展的时期，一方面受到资金、土地、环保等诸多 条件的限制使输电走廊征地难度加大，线路走廊越来越成为稀缺资源，新建线路越来越困 难，对电网输送能力的充分利用急需进行深入研究；另一方面，在电力市场及转运出现后， 输电能力不仅是电网的技术指标，也是反映电网输电容量的市场信号，对电力市场交易的 顺利进行至关重要。
[0003] 输电线路动态增容系统作为智能电网中智能输电线路技术支撑系统的重要部分， 能在不新建线路、不突破现行技术规程规定的前提下，对导线运行状态（导线张力、弧垂、 温度等）和气象条件（环境温度、日照、风速等）进行实时监测，以实时计算线路载流能力， 从而保证输电线路在安全运行的基础上，最大限度地提高现有线路的输送能力。
[0004] 现有动态增容系统主要通过导线温度传感器测量导线温度，结合风速、风向和环 境温度的测量，评估输电线路载流量的大小。由于风速沿导线变化较大，造成导线温度沿线 变化较大，所测取导线某一点的温度不能很好的代表导线的均温；另外，由温度传感器测取 的温度是导线表面温度，与导线内部钢芯的温度也会有一定误差。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种架空输电线路载流限值评估方法，其能准确获取线路平 均温度，进而准确评估线路实时最大载流量。
[0006] 为了达到上述目的，本发明提供了一种架空输电线路载流限值评估方法，其包括 步骤：
[0007] (1)采用放置于两座杆塔之间的架空导线最低点的可移动摄像头获取导线弧垂；
[0008] (2)根据获得的导线弧垂计算导线张力；
[0009] (3)根据导线张力、导线实时载流量以及环境风速，获得导线的实际温度；
[0010] (4)利用导线实际温度与获得的环境参数评估导线实时最大载流量。
[0011] 本发明所述的架空输电线路载流限值评估方法，其利用可移动摄像头获取导线弧 垂，进而计算得到导线张力，通过导线张力、导线实时载流量以及环境风速估算导线实际温 度，进而利用该估算的导线实际温度与获得的环境参数评估导线实时最大载流量。该方法 通过获取导线弧垂间接获得导线实际温度，其测温准确度远高于目前的直接由温度传感器 读取方法，从而能准确评估线路实时最大载流量，解决作为智能电网中智能输电线路技术 支撑系统的重要部分的输电线路动态增容系统的极其重要的数据准确性问题，对于电力输 送安全高效和电力市场交易均意义重大。
[0012] 进一步地，本发明所述的架空输电线路载流限值评估方法，其在所述步骤（1)中： 在所述可移动摄像头的正下方放置一参照物P，并左右移动可移动摄像头以在两个不同的 位置拍摄照片，根据下述公式获得所述导线弧垂f:
【权利要求】
1. 一种架空输电线路载流限值评估方法，其特征在于，包括步骤： (1) 采用放置于两座杆塔之间的架空导线最低点的可移动摄像头获取导线弧垂； (2) 根据获得的导线弧垂计算导线张力； (3) 根据导线张力、导线实时载流量以及环境风速，获得导线的实际温度； (4) 利用导线实际温度与获得的环境参数评估导线实时最大载流量。
2. 如权利要求1所述的架空输电线路载流限值评估方法，其特征在于，在所述步骤（1) 中：在所述可移动摄像头的正下方放置一参照物P，并左右移动可移动摄像头以在两个不 同的位置拍摄照片，根据下述公式获得所述导线弧垂f :
式中，h为导线的悬挂点高度，单位为m ;d为导线最低点到地面的距离，单位为m ;b为 两次拍摄的镜头的光心位置之间的直线距离，单位为m 为焦距，单位为m ;m+n为两个参 照物投影的视差，单位为m。
3. 如权利要求1所述的架空输电线路载流限值评估方法，其特征在于，在所述步骤（2) 中：根据下述公式获得导线张力F :
式中，1是两座杆塔之间的档距，单位为m ;A为导线截面积，单位为mm2 ; γ是导线无冰 有风时的综合比载。
4. 如权利要求3所述的架空输电线路载流限值评估方法，其特征在于，导线无冰有风 时的综合比载Y由下述模型公式获得：
式中，Y i是导线本身重量所造成的自重比载；q为单位导线质量，单位为kg/m ;A为导 线截面积，单位为mm2 ; Y 2是作用在单位长度导线上每平方毫米的风压荷载；v为设计基准 高度下的基准风速，单位为m/s ;D为导线直径,单位为mm ;a为风压不均匀系数；μ s。为电线 体形系数；μζ*风压高度变化系数；Θ为风向与电线轴线之间的夹角，单位为°。
5. 如权利要求1所述的架空输电线路载流限值评估方法，其特征在于，在所述步骤（3) 中，根据下述模型公式获得导线的实际温度Tc : Tc = AI2+BI+CF+Dv+E 式中，I为读取到的导线实时载流量，单位为a ;F为导线张力，单位为N ;v为环境风速， 单位为m/s ;A、B、C、D、E为通过现场试验数据统计分析按照多元线性回归的回归方法来得 到的参数。
6. 如权利要求1所述的架空输电线路载流限值评估方法，其特征在于，在所述步骤（4) 中，所述获得的环境参数包括导线的辐射散热功率Qr，导线的日照吸热功率Qs，导线的交 流电阻R(Tc)。
7. 如权利要求6所述的架空输电线路载流限值评估方法，其特征在于，在所述步骤（4) 中，采用下述模型公式评估导线实时最大载流量：
其中，h(t)为导线热容量，h7CI(t)为导线70°C时的热容量，两者近似相等；17(|表示导线 允许最高温度70°C的最大载流量；I为读取到的导线实时载流量，单位为A ;R(Tc)为导线 的交流电阻，单位为Ω/m ;QS为导线的日照吸热功率，单位为W/m ;Qr为导线的辐射散热功 率，单位为W/s;Ta为环境温度，单位为1： ;R7(I为导线在70°C时的交流电阻，单位为Ω/m。
8. 如权利要求6所述的架空输电线路载流限值评估方法，其特征在于，导线的辐射散 热功率Qr根据下述公式获得： Qr = jiDe σ [ (Tc+273)4-(Ta+273)4] 式中，Tc为导线的实际温度，单位为°C ;Ta为环境温度，单位为°C ;D为导线直径，单位 为mm; ε为导体表面的辐射系数；σ为斯蒂芬-包尔兹曼常数，σ =5. 67*1〇Λ
9. 如权利要求6所述的架空输电线路载流限值评估方法，其特征在于，导线的日照吸 热功率Qs根据下述公式获得： Qs = asIsD 式中，as为导线表面的吸热系数；IS为日光对导线的日照强度，单位为W/m2。
10. 如权利要求6所述的架空输电线路载流限值评估方法，其特征在于，导线的交流电 阻R(Tc)根据下述模型公式获得； Rd = R2〇[1+a 2〇(Tc_20)] R(TC) = (l+k)Rd 式中，Rd为导线温度为T。时导线的直流电阻，单位为Ω /m ;Tc为导线的实际温度，单位 为°〇；α 2(|为20°C的导线材料温度系数；k为集肤效应系数；R2(l表示导线在20°C时的直流 电阻，单位为Ω/m。
【文档编号】G06Q50/06GK104063811SQ201410318576
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】蔡广林, 林勇, 郑秀波, 郇嘉嘉 申请人:广东电网公司电网规划研究中心