[发明专利]基于线路弧垂实时测量的输电线路动态增容方法

权利要求书

1.一种基于线路弧垂实时测量的输电线路动态增容方法，其特征是包括以下步骤：

S1在输电线路上分布安装行波检测装置；

S2利用行波检测装置实时测量贯穿线路的行波信号，并实时记录行波到达时刻；

S3根据弧垂计算模型，在监控中心利用记录的行波传输时间在线计算线路弧垂；

S4在行波检测装置周围配置微型气象站，实时采集输电线路的环境温度参数；

S5根据载流量计算模型，在现有导线弧垂及温度安全限额下，在监控中心实时计算导线允许的最大载流量，并提供给调度人员实施动态增容。

2.根据权利要求1所述的基于线路弧垂实时测量的输电线路动态增容方法，其特征是：所述的步骤S3中的弧垂计算模型为：

f=kΔt+f02---(1);]]>

式中：f为弧垂；k为常数因子；Δt为行波传输时间；f₀为导线稳态弧垂；常数因子k由下式给出：

k=(8cos³β)/3l   （2）；

式中：l为架空导线档距；β为悬挂点连线与水平线的夹角。

3.根据权利要求2所述的基于线路弧垂实时测量的输电线路动态增容方法，其特征是：所述的行波检测装置及微型气象站使用GSM/GPRS通讯技术将检测到的数据传送给位于电站的监控中心；所述的微型气象站的测量准确度不低于1℃，分辨度不低于0.1℃。

4.根据权利要求3所述的基于线路弧垂实时测量的输电线路动态增容方法，其特征是：所述的行波检测装置每隔15-20公里安装，且至少线路的两端安装有。5.根据权利要求4所述的基于线路弧垂实时测量的输电线路动态增容方法，其特征是：所述的步骤S5-中的计算载流量的具体步骤如下：

S5-1建立导线温度-应力关系

根据导线状态方程建立线路温度变化与应力变化的关系式如下：

σn-γn2l2E24σn2+αEtn=σm-γm2l2E24σm2+αEtm---(7);]]>

式中：σ_n、γ_n和t_n分别为已知工作条件n下的导线的水平应力、比载和温度；σm、γm和tm分别为待求工作条件m下的导线的水平应力、比载和温度；l为架空线档距；E为导线的总弹性模量；α导线的热膨胀系数；

将公式(7)进行简化得：

σn3+[αE(tn-tm)-A]σn2-B=0---(8);]]>

式中：A=σ_m-(γ_m²l²E)/(24σ_m²)；B=(γ_n²l²E)/24；

其中σ_m、γ_m、t_m和γ_n、t_n已知，根据现场实验数据确定常数A和B的值建立温度—应力关系；

S5-2建立导线弧垂-应力关系

根据导线悬挂曲线方程，线路档距中央的最大弧垂f为：

f=(l2γ8σ0cosβ)---(9);]]>

式中：l为架空导线档距；γ为架空线导线单位长度重量；σ₀为档距内导线最低点的水平应力；β为悬挂点连线与水平线的夹角；

S5-3建立导线弧垂-载流量计算公式

将公式（9）代入公式（7）并整理，根据实时测量得到的弧垂f得到导线平均温度T如下：

T=a3f3+a2f+a0a1f---(10);]]>

式中：a₃、a₂、a₁和a₀为相关固定系数，根据现场数据拟合获得；

对摩尔根载流量简化公式进行整理，根据导线温度T计算线路的载流量I的公式如下：

I=b4T4+b3T3+b2T2+b1T+b0b5T---(11);]]>

式中：b₄、b₃、b₂、b₁、b₀为相关固定系数，根据现场数据拟合获得，其过程中需要的环境温度参数通过微型气象站采集获得。