动态提高输电线路输送容量监测系统及其应用分析

摘要

当今中国电力建设和需求呈爆炸式增长，动态提高输电线路输送容量技术可以在利用原有线路的基础上，很大程度地解决输电“瓶颈”现象，缓解电力供求矛盾，具有巨大的经济效益和广阔的市场前景。本文阐述了动态提高输电线路输送容量(DLR：Dynamic Line Rating)的理论计算基础，提出了线路热容量的气候模型和导线温度模型，分析了输电线路耐张段弧垂的计算方法，讨论了耐张段张力和导线温度的拟合关系及减少拟合误差的方法。深入研究了DLR系统数据采集终端与监控主站之间的无线数据传输方式，基于G24移动通信模块实现了GPRS网络数据传输及PDU标准化编码的短消息数据传输。重点说明了采集数据的7位、8位编码方式及数据传输方案，完成了数据采集终端短消息的中文编码和解码。提出了输电线路暂态载流量的计算模型和评估方法。分析了导线电流发生突变情况下的导线温升速度、一定时间下的暂态载流量和一定电流下的安全时间问题，并以现场采集数据为基础验证了模型的正确性。最后通过对现场运行数据的分析说明研制的DLR系统能够稳定可靠地实时监测线路的实际运行状况，有效地提高线路的输送容量。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 动态提高输电容量的背景和意义

1.2 国内外研究现状和技术方法

1.3 本文主要工作

第二章 动态提高输电线路输送容量原理和系统结构

2.1 动态提高输电线路输送容量（DLR）系统原理

2.2 导线弧垂计算模型

2.2.1 导线比载

2.2.2 代表档距的计算

2.2.3 导线张力-弧垂计算模型

2.3 导线平均温度计算

2.3.1 常规方法

2.3.2 辅助拟合方法

2.4 输电线路热容量计算模型

2.4.1 气候模型

2.4.2 导线温度模型（CTM）

2.5 系统组成结构

2.6 数据采集终端

2.7 监控主站系统组成及功能

2.8 本章小结

第三章 输电线路暂态载流量计算评估研究

3.1 暂态载流量的计算模型

3.2 暂态热平衡方程的解法

3.2.1 近似函数解法

3.2.2 数值解法

3.3 暂态在流能力的评估方法

3.3.1 导线温升速度

3.3.2 一定时间下的暂态载流量

3.3.3 一定电流下的安全时间

3.4 暂态在流能力评估方法的实际应用

3.4.1 导线温升速度评估

3.4.2 一定时间下的暂态载流量评估

3.4.3 一定电流下安全时间的评估

3.4.4 导线暂态载流能力的评估

3.5 本章小结

第四章 基于G24 模块的无线数据传输

4.1 G24 无线数据通信的实现

4.1.1 G24 模块的控制

4.1.2 GPRS 传输流程

4.1.3 GSM 短消息（SMS）传输流程

4.2 DLR 系统无线数据通信协议与方案

4.2.1 数据通信方案

4.2.2 GPRS 模式数据通信流程

4.2.3 数据通信协议

4.3 SMS 传输的PDU 编码与解码

4.3.1 PDU 码串结构

4.3.2 PDU 码串编码和解码

4.3.3 用户数据编码与解码

4.3.4 中文数据编码与解码的实现

4.4 本章小结

第五章 系统现场安装及运行数据分析

5.1 现场安装及实验

5.2 张力温度拟合

5.3 数据采集终端数据分析

5.4 导耐张段平均温度和弧垂计算

5.5 系统动态载流量计算分析

5.6 本章小结

第六章 结论和展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文