[发明专利]基于分布式光纤的架空输电线路动态增容方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于分布式光纤的架空输电线路动态增容方法和系统，一种基于分布式光纤的架空输电线路动态增容系统包括：瑞利散射相位解耦模块，获取瑞利后向散射光信号；拉曼散射模块，得到斯托克斯光信号和反斯托克斯光信号；光信号解调模块，根据瑞利后向散射光信号计算OPGW的振动频率，并计算环境风速；根据斯托克斯光信号和反斯托克斯光信号计算OPGW外界的环境温度；载流计算模块，根据环境风速、环境温度、日照强度和架空传输线的最高允许温度，计算架空传输线的最大承载电流量。本发明实施例公开的基于分布式光纤的架空输电线路动态增容方法和系统，能够提高动态增容的准确性，并节约成本。

技术领域

本发明实施例电网技术，尤其涉及一种基于分布式光纤的架空输电线路动态增容方法和系统。

背景技术

由于输电线路存在电阻，在输送负荷电流时，一部分电能会转化为热能消耗并引起导线发热，当输电导线温度超过最大允许工作温度时，会引起导线烧毁。随着国民经济的快速增长，用电量激增，目前有些架空线路输送容量的受到线路热稳定的限制，有时难以满足电网的输送容量要求，严重制约了电网的合理调度与稳定运行。但新建线路投资巨大，建设周期长，并且输电走廊紧张，因此如何科学、安全、有效、经济的提高现有输电线路的输送容量，是需要高度重视的研究点。

目前一般采用动态增容和静态增容两种办法来提高架空线路的载流量。静态增容技术需要对现有导线材料、规格和配套设备进行改进，对传统电力行业技术规定进行更新，使架空输电线的最高允许工作温度从传统的70℃提升到80℃，大约可以提高20％的线路输电容量，但此方法受到现行的设计标准、导线及其配套设备的寿命和机械强度等因素的制约。且现行规程中的导线额定载流量是在设定很差的气象条件下，根据导线最高允许温度计算得到的，但实际中出现设定的恶劣气象条件的几率很小。动态增容方法即是在不改变原有的线路布局且不影响电网安全运行的条件下，根据运行环境的实时情况核算线路载流量，依赖对增容线路进行风速、日照环境和环境温度等参数的在线测量，从而计算出线路实际允许的载流量，理论上可以提高线路10％-30％的载流量。

目前，输电线路主要的动态增容方法是使用动态热定制系统，它根据数据采集与监视控制系统采集到的实时环境条件，计算导体的允许载流值。但此系统包含设备多、成本高，维护需要大量人力物力，且可靠性难以保证；还有学者提出利用动态增容与阻塞分析结合的方法，对特定的易阻塞线路进行选择性增容，利用气象局提供的数据确定线路可增加的安全容量和时间段，但导线所处的微气象条件可能剧烈变化，存在安全隐患。又有学者提出一种动静结合的增容方法，结合气象数据和弧垂计算灵活确定载流量，但此方法数据波动大存在风险。综上，目前亟需对输电线路动态增容方案进行改进。

发明内容

本发明提供一种基于分布式光纤的架空输电线路动态增容方法和系统，能够提高动态增容的准确性，并节约成本。

第一方面，本发明实施例提供一种基于分布式光纤的架空输电线路动态增容系统，包括：

瑞利散射相位解耦模块，用于向架空传输线的OPGW发送激光信号，并获取OPGW的瑞利后向散射光信号；

拉曼散射模块，用于向架空传输线的OPGW发送激光信号，并根据OPGW的后向散射光信号得到斯托克斯光信号和反斯托克斯光信号；

光信号解调模块，用于根据瑞利后向散射光信号计算OPGW的振动频率，并根据振动频率计算环境风速；根据斯托克斯光信号和反斯托克斯光信号计算OPGW外界的环境温度；

载流计算模块，用于根据环境风速、环境温度、日照强度和架空传输线的最高允许温度，计算架空传输线的最大承载电流量。