时变气象环境下架空线路动态载流裕度评估与运行风险预警方法

摘要

架空导线的载流能力和运行温度受时变气象环境影响，特别是在夏季极端高温天气下，空调负荷猛增，电网负荷屡创新高，电力设备处于重载运行，运行维护需要特别关注。架空线路是电力传输的主要介质，高温天气下因导线散热条件接近或超过设计气象环境条件，导线温度升高，载流能力下降，安全裕度降低，容易发生因温升越限导致弧垂增大，绝缘距离不足而发生故障等风险。因此，开展时变气象环境下架空线路动态载流裕度评估和运行风险研究，对于电网调度决策具有重要参考意义，可指导不同气象环境下供电断面的安全运行与电力平稳有序供应。论文主要内容如下： ①在对比研究架空线路载流能力与温度计算方法的基础上，推导了时变气象环境下导线暂态温升计算模型。以导线热平衡方程为基础，建立了气象环境条件变化时导线连续载流能力计算方法，已知气象环境参数和导线电流的导线运行温度估算方法，推导了潮流转移电流跃变时导线暂态温升响应计算方法，为导线动态载流裕度评估和重载断面N-1安全校核、温升越限预警提供理论方法。 ②提出了基于在线数值天气预报的导线动态载流裕度评估方法。导线的最大载流能力主要受气象环境条件影响，分析了影响架空线路载流能力的关键气象参数，在此基础上提出了计及数值天气预报波动范围的导线动态载流裕度预测方法。通过算例分析，验证了所提方法的有效性，预测的导线载流能力和安全裕度，可为时变气象环境下调度人员安排电网运行方式提供参考依据。 ③提出了供电断面N-1在线安全校核与温升越限预警方法。供电断面N-1安全校核是发现电网运行薄弱环节、降低运行风险的基本要求。以N-1方式下潮流转移导线暂态热平衡为基础，通过获取实况气象参数，在线校核导线载流裕度、导线温升裕度，并根据导线温升越限耐受时间发出预警。算例分析表明，所提方法准确、有效，有助于运行人员掌握线路N-1状态下的安全裕度变化过程，提前采取降风险运行措施。

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