計及導(dǎo)體載流與溫度關(guān)系的電網(wǎng)載荷能力研究.pdf

1、隨著能源與環(huán)境問題日益突出，可再生能源發(fā)電發(fā)展迅速，新形勢下，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)多元化、復(fù)雜化特點，電網(wǎng)載荷能力應(yīng)對困難，已成為制約電力系統(tǒng)發(fā)展與安全經(jīng)濟(jì)運行的重要因素。如何充分挖掘現(xiàn)有電網(wǎng)輸電潛力成為各界關(guān)注焦點。動態(tài)熱定值(DTR)技術(shù)的出現(xiàn)，在緩解關(guān)鍵斷面輸電緊張局面，增強(qiáng)電網(wǎng)接納新能源發(fā)電能力等方面發(fā)揮了重要作用。電熱協(xié)調(diào)理論將DTR技術(shù)與電力系統(tǒng)調(diào)度決策與控制相結(jié)合，進(jìn)一步挖掘現(xiàn)有電網(wǎng)的輸電能力。本文從制約架空線載荷能力的熱、力學(xué)本

2、質(zhì)出發(fā)，充分考慮氣象條件對架空線路熱、力學(xué)狀態(tài)及電網(wǎng)運行的影響，進(jìn)行計及導(dǎo)體載流與溫度關(guān)系的電網(wǎng)載荷能力研究。主要研究工作及創(chuàng)新成果概括如下:
　　(1)提出兩種輸電線路熱定值預(yù)測方法。一種是基于氣象預(yù)測的輸電線路熱定值預(yù)測方法，基于分位數(shù)回歸方法分別對影響線路熱定值的氣象要素（風(fēng)速、環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度）進(jìn)行預(yù)測，在氣象條件預(yù)測的基礎(chǔ)上進(jìn)行定值預(yù)測。第二種是基于分位數(shù)回歸的動態(tài)熱定值概率分布預(yù)測方法，將影響線路熱定值的氣象要素與歷

3、史定值嵌入到分位數(shù)回歸預(yù)測模型中，對未來時刻熱定值進(jìn)行預(yù)測，并對動態(tài)熱定值的不確定性進(jìn)行充分表達(dá)。預(yù)測結(jié)果表明，本文提出的方法可以有效減少因氣象預(yù)測誤差導(dǎo)致的定值預(yù)測結(jié)果偏移，并且可對未來時刻動態(tài)熱定值的波動區(qū)間進(jìn)行分析，并最終得到其整個概率分布。通過x2校驗表明，本文方法能夠得到可靠的線路定值概率分布曲線，可以為調(diào)度部門提供可靠的有用信息，便于科學(xué)決策。
　　(2)提出計及架空線路沿線氣象分布的電熱耦合潮流(ETCPF-CMD)

4、計算方法，通過在傳統(tǒng)電熱耦合潮流計算中引入虛擬節(jié)點和線路模擬考慮地區(qū)內(nèi)氣象分布情況，并分析引入虛擬節(jié)點和線路后帶來的潮流計算復(fù)雜度。利用電熱耦合潮流的物理規(guī)律和雅可比矩陣數(shù)值特點對其進(jìn)行簡化計算，將大規(guī)模修正方程組分解為3個相互獨立的小規(guī)模修正方程組求解。在保證計算結(jié)果準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，可顯著提高計算效率。基于分布?xì)庀笮畔?，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)線沿線溫度的分布計算，使電熱耦合潮流計算更貼近實際。
　　(3)在ETCPF-CMD計算方法的

5、基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮導(dǎo)線溫度及氣象環(huán)境對架空導(dǎo)線應(yīng)力及弧垂的影響，基于電-熱-力耦合的物理規(guī)律，結(jié)合代數(shù)-微分方程的交替求解格式，將潮流方程、熱平衡方程及力學(xué)狀態(tài)方程解耦求解，使潮流能夠推演各種預(yù)想場景下架空線運行溫度及力學(xué)形態(tài)，進(jìn)而得到預(yù)想事故下架空線運行溫度與力學(xué)形態(tài)的變化軌跡，基于此進(jìn)行計及架空線路熱、力學(xué)特性的電網(wǎng)靜態(tài)安全評估，從而更為全面的顯現(xiàn)架空線路載荷能力的熱、力學(xué)本質(zhì)，在保證電網(wǎng)運行安全的前提下，為充分挖掘電網(wǎng)載荷潛力提供