基于智能调度的输电线路动态增容的应用技术的分析研究

郑达宇　唐光华　严志超　李新星　孟杨超　吴云龙

（1.云南电网有限责任公司西双版纳供电局，云南　西双版纳　666100；2.昆明能讯科技有限责任公司，云南　昆明　650217）



基于智能调度的输电线路动态增容的应用技术的分析研究

郑达宇1唐光华1严志超1李新星1孟杨超2吴云龙2

（1.云南电网有限责任公司西双版纳供电局，云南西双版纳666100；2.昆明能讯科技有限责任公司，云南昆明650217）

摘要：本文以GIS技术为核心，建立统一的覆盖输电线路的GIS数据模型和图形中心，并结合导线弧垂以及动态增容技术，实现对输电线路的智能调度。通过监测网格化的研究，实现导线负荷实时在线监测。

关键词：智能调度；动态增容；导线测温

1 概述

输电力是国家的支柱能源和命脉。但由于电网系统大多直接暴露于自然条件下，受环境因素和自然灾害影响大。各类自然灾害的发生直接威胁着电网系统的安全运行，甚至导致严重的电网破坏和大面积停电事故，影响到人们的正常生产、生活和社会的稳定。

云南地处低纬度高原季风气候区，地理位置特殊，地形地貌复杂，气候也很复杂。西双版纳州位于云南省的西南部，地处北纬约21°10′，东弧垂经99°55′～101°50′，属北回归线以南的热带湿润区。独特的地理位置和地形特征，形成了其鲜明的气候特征，导致电网输电线路运行复杂。西双版纳州每年夏季时气温都很高，针对特殊地理特点，在重点高压输电线路导线设计阶段时，受温度变化、运行负荷、运行天气条件等综合因素的影响，有很大程度的不可预知性。因此，提出基于智能调度的输电线路动态增容的应用技术主要是：给出具体的应用策略和实现方法，提出安全、经济和高效地实现输电线路增容运行提供可靠的依据，为高温条件下、电力紧张地区、负荷高峰时期以及事故短时超负荷运行等情况下电网的智能调度提供有效手段，也是实现智能电网和输电智能化核心价值和目标的关键技术之一。

2 在线监测系统

根据西双版纳地区的情况，我们制作了相应的在线监测系统，实现对线路上的导线温度进行实时监控，为智能调度以及动态增容方案提供了有力的实时数据。

该系统主要分为：GIS展现、监测数据管理、设备管理以及用户管理等模块。

GIS展现模块中我们将西双版纳供电局的线路以及杆塔加载上来，结合设备，我们就能实时关注设备上显示的导线温度，效果如图1所示。

监测数据管理部分主要是将温度数据进行收集展现并进行统计分析等工作，为动态增容方案提供直观的温度趋势统计等，效果如图2所示。

设备管理部分主要是进行设备数据的添加修改以及对设备的温度数据进行远程请求等工作。效果如图3所示。

用户管理部分是实现对通知用户的管理，在导线温度超过阀值的情况下，系统会根据设备情况，将信息发送给这些对应的用户。效果如图4所示。

3 动态增容

3.1 导线载流量计算模型

对导线的温度进行监测以及动态增容，我们需要选择一套导线载流量的计算模型，各国在计算过程中考虑的各个因素有所不同，使其公式的系数不同，但计算结果相差不大。此处我们根据西双版纳地区的特点以及我们的导线温度在线监测系统的需求，此处我们选择引用以下导线温度计算公式：

式中：

θ－ 导线的载流温升，℃；

V－ 风速，m/s；

D－导线外径，m；

ε－导线表面的辐射系数，光亮新线为0.23～0.46，发黑旧线为0.90～0.95；

S－5.67×10-8W/m2（斯蒂芬-包尔茨曼常数）；

ta－环境温度，℃；

αs－导线吸热系数，光亮新线为0.23～0.46，发黑旧线为0.90～0.95；

kt－ t（＝ ＋ta）℃时的交直流电阻比；

Rdt－ t℃时直流电阻；

Is－日光对导线的日照强度，W/m2。

3.2 导线动态增容

通过获取线路弧垂的大小计算出现行导线的允许温度，再结合线路的实际情况，从而得出实际导线载流量允许值。通过监测网格化的研究，实现对输电线路实时在线监测，通过对弧垂计算得到导线负载数据，从而能够根据实际情况制订一套动态增容方案，保证导线的使用寿命并维持线路对地安全距离。系统结构图如图5所示。

根据在线监测系统，时刻关注输电线路上的导线温度，并进行分析如图6所示。

通过检测分析输电线路导线的温度，结合导线热容以及载流量的计算，实施动态增容方案，为高温条件下、电力紧张地区、负荷高峰时期以及事故短时超负荷运行等情况下电网的智能调度提供有效手段。

结语

本系统以南方电网输电线路在线监测通讯规约为基础，制定符合输电线路导线测温技术要求的通信规约。同时针对目前西双版纳供电局输电线路现有的运行维护的问题，提出系统平台的建设方案。明确Mesh无线自组网技术在输电线路在线监测应用的适用性。结合Mesh无线自组网技术及导线测温终端的监测数据到系统平台。系统平台接入终端传输的数据，对数据进行挖掘和分析展现。并通过上送的数据建立数据分析模型，对状态监测数据进行模型计算。为西双版纳供电局预警和应急提供第一手的决策依据，做到科学调度，快速响应；同时有效地为西双版纳供电局提供相关的应急指挥与决策，提高西双版纳供电局输电线路的准确性、实时性。

在本文中介绍了西双版纳供电局导线测温在线监测系统与动态增容技术的结合与应用的研究，文中着重介绍了导线热容计算、导线载流量计算以及结合系统实现的导线监测与动态增容方案。如有不足之处还望指正。

参考文献

[1]王孝敬.输电线路导线测温与动态增容关键技术研究[J].江西电力，2011（01）.

[2]凌平.提高输电线路输送容量动态监测增容技术的研究[J].中国电力，2007 （01）.

[3]郭昊坤.输电线路动态增容在线监测装置研究[J].电力学报，2012（05）.

[4]龚坚刚.架空输电线路动态增容研究[J].华东电力，2005（07）.

中图分类号：TM726

文献标识码：A