電力傳送系統(tǒng)熱模型研究.pdf

1、為應對氣候變化、保護生態(tài)環(huán)境，世界各國紛紛推進能源結構的調(diào)整，可再生能源得到大力發(fā)展，其中風能和太陽能的發(fā)展尤為迅速。盡管風能、太陽能等可再生能源展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景，但以傳統(tǒng)能源為主的現(xiàn)有電力系統(tǒng)尚不能完全滿足這些波動性能源的安全高效傳輸要求。精確的電纜系統(tǒng)熱模型是控制電纜系統(tǒng)安全高效傳送電力的一個重要基礎，故受四川省人力資源和社會保障廳項目“強陣發(fā)性電能傳送方法的研究”（川財教[2013]203號）、教育部項目“強時陣性電力的高效傳

2、送研究”（Z2012015）和四川省教育廳項目“隨機時發(fā)性電力的高效率傳送研究”（13ZA0025）等項目的資助，本文開始了電力傳送系統(tǒng)熱模型的研究。
　　本文首先介紹了電纜的類型及結構、敷設方式和傳熱模式，這些因素與電纜的熱溫度場息息相關。在此基礎上分析、對比了基于傳熱學原理建立的傳熱學模型，基于電纜等效熱路與電路相似類比建立的熱網(wǎng)絡模型，基于有限元分析導熱微分方程的有限元模型。然后研究了熱網(wǎng)絡模型中參數(shù)的計算方法，根據(jù)電纜的結

3、構、材料以及敷設條件，利用IEC標準可計算出其熱特征參數(shù)，但其誤差較大且難以滿足電力傳送控制要求。為此提出了一種基于遞推回歸法分析熱特征參數(shù)的實驗方法。接著根據(jù)建立的電力傳送系統(tǒng)熱網(wǎng)絡模型，分析其數(shù)學模型及熱階躍響應，推導出電力傳送系統(tǒng)各結構剖分層的溫度與電力系統(tǒng)熱特征參數(shù)之間的數(shù)學關系表達式，為便捷、經(jīng)濟、無機械損傷地獲取這些特征參數(shù)奠定了基礎。最后通過實驗驗證基于遞推回歸法分析熱模型特征參數(shù)的可行性和精度，同時利用 Matlab軟件

4、仿真驗證所推導的電力傳送系統(tǒng)熱網(wǎng)絡模型的階躍響應數(shù)學關系表達式的正確性。實驗結果表明：基于遞推回歸法分析的熱特征參數(shù)計算的電纜各結構剖分層溫度的最大絕對誤差、平均絕對誤差、絕對誤差的方差均比使用IEC標準的小，具有較高的分析精度；利用推導的電力傳送系統(tǒng)熱網(wǎng)絡模型的階躍響應數(shù)學關系表達式計算的電纜各結構剖分層溫度與電力傳送系統(tǒng)熱網(wǎng)絡模型仿真所得溫度最大誤差在0.04℃以內(nèi)，具有較高的精確性，能夠根據(jù)該數(shù)學關系表達式分析電力傳送系統(tǒng)熱模型。