架空输电线路输电能力的研究

架空输电线路输电能力的研究

郭艳君

国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司 内蒙古自治区呼伦贝尔市021000

摘要：目前在我国的节能减排政策影响下，电源的发展方向有了巨大的改变，风力发电的凭借其可再生并且属于清洁能源的特性得到了越来越多的重视。风力发电在整个输电系统中的应用越来越普遍，但风力发电依旧有其不足之处，首先是风力发电对风速的要求比较严格，其本身所具有的不可控制性对输电线路的输电能力有很大的影响。因此，架空输电线路输电能力的研究已成为学术界关注的重点。

关键词：输电线路；输电能力；风力发电

1引言

在如今的电力行业中，能源结构的优化已经逐渐步入正轨，风力发电、水力发电、太阳能发电、生物能源等都在逐渐得到认可和重视。风力发电则由于其本身所具有的许多优点在输电系统中得到了越来越多的应用，在输电系统应用风力发电还要注意电网的输电能力。相对于电力能源的发展来说，电网输电能力的建设却相对滞后，对架空输电线路输电能力的有效研究，缓解目前电力供求不均衡的状况是一份十分有价值有意义的课题。

在输电线路的技术应用中比较成熟的是DTR动态热定值技术。DTR技术通过大量的硬件装置来对输电线路进行测量，并且可以实现对热定值的有效跟踪计算。但是由于DTR技术太过依赖硬件设施导致DTR技术不能很好的普及，在DTR技术实际运行的过程中还面临输电线路的电压限制，这些都不利于DTR技术的有效应用。鉴于DTR技术不能良好运用的情况，输电线路输电能力的研究只能在减少硬件设施的情况下实现输电线路输电能力的有效提高与合理安排。

2风力发电应用中输电能力的计算

风力发电是目前科技所能探知到的经济效益最高的利用可再生能源发电的技术，但是由于风力的随机性和不可控性又局限了风力发电的输电功率，在整个电网的输电过程中往往会由于风速的间歇性对电网的输电能力造成影响。风力发电的关键是计算风力发电并网后的整个电网的输电能力，风速的变化可以对风力发电的输电能力产生本质上的影响，可以改变风力发电系统的最大输电能力，在风力发电功率增大时其改变效果更大。在过去的输电能力计算过程中，通常是以假设电源电压不变的常规潮流计算为基础计算方式的，这也就是说电力系统运行发生变化时电源却足够满足变化的标准，实际情况中的电源电压却不可能维持一个良好的满足状态，所以常规的潮流计算方式是有一定偏差的。计算方式中常规潮流计算方式逐渐被扩展潮流计算方式所代替，扩展潮流计算方式对电力系统的整个架构模型和各个部件都做了充分的考虑，将常规潮流计算方式和动态元件方程进行联立并求出系统中的各个状态变量。这个计算方法的优点在于它不仅仅包括关键的动态元件运行特点，还在稳定条件下将运行状态转化为方程问题加以计算，为电力系统的电压运行特征提供了稳定准确的表达方式。常规潮流的计算方式让基于常规潮流计算方式的电网输电能力结果也偏离实际情况，扩展潮流的计算方式相对于常规潮流的计算方式的优势在于：能将动态元件的特性以方程式加入到潮流计算中去，比常规潮流的计算方式更完整的表述了电力系统的模型架构。扩展潮流计算方式还能将常规潮流计算方式与动态元件的运行状态以方程式来求稳态的解，同时比常规潮流的计算方式得到了更多的信息。

3架空输电电路输电能力的计算

输电线路输电能力的准确计算，可以充分挖掘架空输电线路潜在的能力，提高现有电网的使用效率，缓解输电能力不足。以前，在输电能力的计算过程中，通常假设电源电压不变，以常规的潮流计算为基础。而在实际的情况下，电源电压不可能维持一个良好不变的状态，所以常规的潮流计算是有一定误差的。目前，动态热定值技术已经相对成熟，通过在输电线路上增加的各种测量、通信设备，DRT技术可以实现对输电线路运行温度、热定值的实时跟踪和计算，有效的促进输电线路的输电能力的发展。

4输电线路输电能力的问题

定值输电线路的热载荷能力，需要DRT技术的日益成熟。因此，还需要深入研究DRT技术，才能实现与输电线路的荷载能力相互结合。目前，风力发电的运用已经越来越广泛了，在建设大型风力发电场的情况下，电网输电的能力研究仍存在很多问题，可以从以下四点着手进行改进。

5输电问题的研究工作和成果

在电力工作中，架空输电线路输电能力的研究可分为以下两个方面：一方面是计算输电线路断面的输电能力；另一方面是定值电网中关键输电线路的载流。

首先研究实时热定值技术，在实时热定值的基础上考虑综合的电压和功率稳定限制的输电能力定值。针对关键输电断面输电的能力，考虑到功率和电压的约束问题；其次，根据风速和风功率，考略风电场并网位置及风速、风功率变化对输电断面电能力的影响。其输电问题主要研究内容和成果主要由以下四点：

5.1有效的挖掘了输电线路的输电潜力

实施的环境条件影响输电线路的热载荷能力与原件，其中，热平衡方程参数全面地反映了输电线路风的方向、风的速速、环境温度等气象条件的作用。通过分析表明气象条件测量系统被输电线路热平衡方程离散参数的输电线路载流量在限定值上简化了，充分体现定值的思想，从而有效的挖掘输电线路的输电潜力。

5.2提高了风功率预测的精确度

风电发电研究中的关键问题是风电场风功率预测。然而，风功率预测的精确度主要取决于预测风力的准确度，风力预测准确无误，可以减轻风电场带来的不利影响，促进了电力市场安全稳定的发展。

5.3得出风电场的输出功率预测值

采用直接法、对比法、最大值法和幂函数法建立对应的功率曲线，根据测量得到的风的速度和风的功率数据，根据对风的速度预测，获得风电场的输出功率预测值。

5.4建立了扩展潮流模型

考虑大型风电场并网，电功率的变化不但影响电网的潮流分布，同时影响风电机组节点电压的变化。为此，建立了考虑风电场的和发电限制的计算输电断面最大输电能力的扩展潮流模型，该模型打破以往的输电能力求解过程中发电机端打压维持不变的假设，并得出，计算最大点功能力应该考虑到未来风速变化产生的影响。

结语

本文在风力发电的背景下针对输电线路的荷载定值做出了分析，考虑到电力系统的运行和机制的完善性，会有效的提高电力系统的安全性和灵活性。还研究了风力发电系统中的输电能力强弱的原因，找出了最大输电能力的计算方式，也对风力发电系统中的一些问题提出了解决策略，针对风力发电系统考虑到了更多未解困难和发展法相，希望广大业内人士在研究的过程中发现更多有价值的问题，为架空输电线路输电能力的研究做出更巨大的贡献。

参考文献：

[1]江滢，李忠，侯佑华.风电场风速和风电功率预报准确率评判方法[J].科技导报，2016（36）.

[2]王艳玲，韩学山，周晓峰.基于扩展潮流的输电断面最大传输能力[J].电力系统保护与控制，2017（13）.