基于电缆载流量评估的配电网预防性控制研究

摘要

在配电网中，设备缺陷会导致其部分功能失效，具体表现为设备允许的最大载流量显著降低。如果仍按照正常方式运行，设备有可能在负荷高峰期因过负荷而完全损坏，从而导致故障发生，影响部分负荷正常供电。由于电缆缺陷所引发的故障是上述问题的常见情形之一。
　　电缆测温技术的成熟与推广应用为提早发现带病电缆提供了手段。根据对带病电缆异常升温的在线监测结果，可推算出其带病情况下的最大允许载流量，并依据负荷水平的预测结果，来评估带病电缆未来一段时期的运行风险。对于风险较大的情形，可以通过配电自动化系统采取预防性控制措施进行负荷转移减轻带病电缆的负荷水平，从而避免带病电缆在负荷高峰来临时遭到损坏甚至永久故障。
　　为了实现电缆配电网的预防性控制，需要计算电缆的最大载流量值，并对电缆负荷电流值进行测量。本文采用分布式光纤测温技术测量电缆表皮温度并结合IEC公式来评估实际环境温度下电缆最大载流量。该方法忽略了电缆外部环境热阻对载流量计算的影响，简化了计算过程，提高了计算效率。对于量测到的电缆负荷电流值，利用网络拓扑和运行方式决定的潮流约束关系，对配电网中的不良数据进行辨识与修正。该方法提高了量测到的电缆负荷电流值的可信度。通过算例表明，在仅有少量不良数据的情况下所提出的方法可以对不良数据进行修正达到提高数据可信度的目的。
　　在以上研究的基础上，本文定义了配电网电缆运行的过负荷系数，提出一种以带病电缆过负荷系数最小为目标的网络重构方法对配电网进行预防性控制。通过算例表明，当带病电缆的过负荷系数达到最小时，其余正常电缆均未过负荷，达到预防性控制的目标。

目录

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目录

1 绪论

1.1 本文的背景及研究的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

2 电缆最大载流量计算及其改进算法

2.1 电力电缆结构组成

2.2 电力电缆热路模型的参数计算

2.3 电缆发热特性以及典型等值热路模型

2.4 电缆最大载流量计算

2.5 IEC标准算法中的不足

2.6 电缆最大载流量计算方法的改进

2.7 本章小结

3 考虑电缆载流量的配电网预防性控制

3.1 配电网预防性控制基本概念

3.2 配电网中带病电缆的确定

3.3 电缆运行过负荷系数与评估方法

3.4 考虑电缆载流量的配电网预防性控制策略

3.5 算例

3.6 本章小结

4 电缆配电网不良数据的辨识与修正

4.1 电缆配电网不良数据辨识与修正的意义

4.2 基本原理

4.3 算例

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文