鄭達(dá)宇　唐光華　嚴(yán)志超　李新星　孟楊超　吳云龍

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司西雙版納供電局，云南　西雙版納　666100；2.昆明能訊科技有限責(zé)任公司，云南　昆明　650217）

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基于智能調(diào)度的輸電線路動(dòng)態(tài)增容的應(yīng)用技術(shù)的分析研究

鄭達(dá)宇1唐光華1嚴(yán)志超1李新星1孟楊超2吳云龍2

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司西雙版納供電局，云南西雙版納666100；2.昆明能訊科技有限責(zé)任公司，云南昆明650217）

摘要：本文以GIS技術(shù)為核心，建立統(tǒng)一的覆蓋輸電線路的GIS數(shù)據(jù)模型和圖形中心，并結(jié)合導(dǎo)線弧垂以及動(dòng)態(tài)增容技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的智能調(diào)度。通過監(jiān)測(cè)網(wǎng)格化的研究，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線負(fù)荷實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

關(guān)鍵詞：智能調(diào)度；動(dòng)態(tài)增容；導(dǎo)線測(cè)溫

1 概述

輸電力是國(guó)家的支柱能源和命脈。但由于電網(wǎng)系統(tǒng)大多直接暴露于自然條件下，受環(huán)境因素和自然災(zāi)害影響大。各類自然災(zāi)害的發(fā)生直接威脅著電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的電網(wǎng)破壞和大面積停電事故，影響到人們的正常生產(chǎn)、生活和社會(huì)的穩(wěn)定。

云南地處低緯度高原季風(fēng)氣候區(qū)，地理位置特殊，地形地貌復(fù)雜，氣候也很復(fù)雜。西雙版納州位于云南省的西南部，地處北緯約21°10′，東弧垂經(jīng)99°55′～101°50′，屬北回歸線以南的熱帶濕潤(rùn)區(qū)。獨(dú)特的地理位置和地形特征，形成了其鮮明的氣候特征，導(dǎo)致電網(wǎng)輸電線路運(yùn)行復(fù)雜。西雙版納州每年夏季時(shí)氣溫都很高，針對(duì)特殊地理特點(diǎn)，在重點(diǎn)高壓輸電線路導(dǎo)線設(shè)計(jì)階段時(shí)，受溫度變化、運(yùn)行負(fù)荷、運(yùn)行天氣條件等綜合因素的影響，有很大程度的不可預(yù)知性。因此，提出基于智能調(diào)度的輸電線路動(dòng)態(tài)增容的應(yīng)用技術(shù)主要是：給出具體的應(yīng)用策略和實(shí)現(xiàn)方法，提出安全、經(jīng)濟(jì)和高效地實(shí)現(xiàn)輸電線路增容運(yùn)行提供可靠的依據(jù)，為高溫條件下、電力緊張地區(qū)、負(fù)荷高峰時(shí)期以及事故短時(shí)超負(fù)荷運(yùn)行等情況下電網(wǎng)的智能調(diào)度提供有效手段，也是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)和輸電智能化核心價(jià)值和目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)西雙版納地區(qū)的情況，我們制作了相應(yīng)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路上的導(dǎo)線溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為智能調(diào)度以及動(dòng)態(tài)增容方案提供了有力的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)主要分為：GIS展現(xiàn)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理、設(shè)備管理以及用戶管理等模塊。

GIS展現(xiàn)模塊中我們將西雙版納供電局的線路以及桿塔加載上來，結(jié)合設(shè)備，我們就能實(shí)時(shí)關(guān)注設(shè)備上顯示的導(dǎo)線溫度，效果如圖1所示。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理部分主要是將溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行收集展現(xiàn)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析等工作，為動(dòng)態(tài)增容方案提供直觀的溫度趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)等，效果如圖2所示。

設(shè)備管理部分主要是進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)的添加修改以及對(duì)設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程請(qǐng)求等工作。效果如圖3所示。

用戶管理部分是實(shí)現(xiàn)對(duì)通知用戶的管理，在導(dǎo)線溫度超過閥值的情況下，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)備情況，將信息發(fā)送給這些對(duì)應(yīng)的用戶。效果如圖4所示。

3 動(dòng)態(tài)增容

3.1 導(dǎo)線載流量計(jì)算模型

對(duì)導(dǎo)線的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及動(dòng)態(tài)增容，我們需要選擇一套導(dǎo)線載流量的計(jì)算模型，各國(guó)在計(jì)算過程中考慮的各個(gè)因素有所不同，使其公式的系數(shù)不同，但計(jì)算結(jié)果相差不大。此處我們根據(jù)西雙版納地區(qū)的特點(diǎn)以及我們的導(dǎo)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求，此處我們選擇引用以下導(dǎo)線溫度計(jì)算公式：

式中：

θ－ 導(dǎo)線的載流溫升，℃；

V－ 風(fēng)速，m/s；

D－導(dǎo)線外徑，m；

ε－導(dǎo)線表面的輻射系數(shù)，光亮新線為0.23～0.46，發(fā)黑舊線為0.90～0.95；

S－5.67×10-8W/m2（斯蒂芬-包爾茨曼常數(shù)）；

ta－環(huán)境溫度，℃；

αs－導(dǎo)線吸熱系數(shù)，光亮新線為0.23～0.46，發(fā)黑舊線為0.90～0.95；

kt－ t（＝ ＋ta）℃時(shí)的交直流電阻比；

Rdt－ t℃時(shí)直流電阻；

Is－日光對(duì)導(dǎo)線的日照強(qiáng)度，W/m2。

3.2 導(dǎo)線動(dòng)態(tài)增容

通過獲取線路弧垂的大小計(jì)算出現(xiàn)行導(dǎo)線的允許溫度，再結(jié)合線路的實(shí)際情況，從而得出實(shí)際導(dǎo)線載流量允許值。通過監(jiān)測(cè)網(wǎng)格化的研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，通過對(duì)弧垂計(jì)算得到導(dǎo)線負(fù)載數(shù)據(jù)，從而能夠根據(jù)實(shí)際情況制訂一套動(dòng)態(tài)增容方案，保證導(dǎo)線的使用壽命并維持線路對(duì)地安全距離。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

根據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，時(shí)刻關(guān)注輸電線路上的導(dǎo)線溫度，并進(jìn)行分析如圖6所示。

通過檢測(cè)分析輸電線路導(dǎo)線的溫度，結(jié)合導(dǎo)線熱容以及載流量的計(jì)算，實(shí)施動(dòng)態(tài)增容方案，為高溫條件下、電力緊張地區(qū)、負(fù)荷高峰時(shí)期以及事故短時(shí)超負(fù)荷運(yùn)行等情況下電網(wǎng)的智能調(diào)度提供有效手段。

結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)以南方電網(wǎng)輸電線路在線監(jiān)測(cè)通訊規(guī)約為基礎(chǔ)，制定符合輸電線路導(dǎo)線測(cè)溫技術(shù)要求的通信規(guī)約。同時(shí)針對(duì)目前西雙版納供電局輸電線路現(xiàn)有的運(yùn)行維護(hù)的問題，提出系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)方案。明確Mesh無線自組網(wǎng)技術(shù)在輸電線路在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用的適用性。結(jié)合Mesh無線自組網(wǎng)技術(shù)及導(dǎo)線測(cè)溫終端的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)到系統(tǒng)平臺(tái)。系統(tǒng)平臺(tái)接入終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析展現(xiàn)。并通過上送的數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)分析模型，對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型計(jì)算。為西雙版納供電局預(yù)警和應(yīng)急提供第一手的決策依據(jù)，做到科學(xué)調(diào)度，快速響應(yīng)；同時(shí)有效地為西雙版納供電局提供相關(guān)的應(yīng)急指揮與決策，提高西雙版納供電局輸電線路的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性。

在本文中介紹了西雙版納供電局導(dǎo)線測(cè)溫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)增容技術(shù)的結(jié)合與應(yīng)用的研究，文中著重介紹了導(dǎo)線熱容計(jì)算、導(dǎo)線載流量計(jì)算以及結(jié)合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)線監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)增容方案。如有不足之處還望指正。

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中圖分類號(hào)：TM726

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A