首先在电热耦合理论根本上剖析了线路接头温升等效热模型及其参数估计方法,并以潮流变革量为中间变量,推导了在当前运行点负荷变革时线路接头温升线性方程。然后,结合220kV/110kV受端电网拓扑,构建了潮流转移下的线路接头温升约束,并与有功功率平衡约束、线路最大许可载流量动态约束和电网辐射型构造组成约束集,以电网运行办法调度的开关动作总次数为优化目标,提出计及线路接头温升约束的受端电网转供优化模型,该模型为稠浊整数线性方案问题,采取CPLEX工具箱进行求解。末了,通过对实际220kV/110kV受端电网进行仿真剖析,验证了该模型的有效性。
在迎峰度夏期间,大型中央城市负荷中央的220kV/110kV电网线路永劫光高负荷运行。在极度高温景象的持续浸染下,架空线线夹、电缆线路的接头、电缆穿墙导管、变压器导管、绝缘子、隔离开关等发热征象会非常严重。个中,架空线耐张线夹耐受高温能力较低、电缆线路的接头工艺不良或者电流过大引起的发热最为常见,其温升也较高、较快。
在恶劣景象或者负荷高位运行下,由于长期运行的线路接头存在老化征象,其温升将持续非常升高,导致线路绝对温度超过其最大许可温度,严重影响线路的运行安全。在负荷高位运行期间,电网调度中央为担保输变电设备的运行安全,会对电网进行一定办法的调度,将部分负荷进行转供。

随着动态热定值方法(Dynamic Thermal Rating, DTR)的研究和发展,电力系统可以通过丈量得到导线实际运行的表面风速、光照、环境温度等数据,并根据IEEE标准和CIGRE标准,打算线路最大许可载流量及温度。
为反响线路温度动态变革,有关学者在电热耦合及热路模型根本上,对线路温度的动态变革进行了研究,但并未与电网运行调度结合起来以充分挖掘线路的输电能力。针对电热耦合理论在电网运行与优化调度中的运用,有关学者在线路温度层面,已经将线路DTR物理建模成果及电热耦合理论与电网优化运行充分结合。但在当前实际电网还未运用DTR提升输电断脸庞量条件下,其对应许可的传输载荷还比较守旧。
虽然计及导线温度显著提升了线路载荷能力,但是同一负荷条件下,架空线耐张线夹和电缆线路接头处比线路本体的运行温度更高,在负荷高位运行期间,纵然进行了负荷转供,仍发生了多次由架空线耐张线夹温度永劫光过高引起引流线断股导致的断线故障,以及由电缆线路接头高温发热引发爆炸动怒导致的短路故障。为避免线路接头在非常温升情形下持续发热引起的电网安全问题,有必要在现有线路温度层面研究根本上,进一步开展计及线路接头温升约束的受端电网转供理论研究。
基于以上考虑,重庆大学等单位的科研职员提出一种计及线路接头温升约束的受端电网转供优化模型。首先,对架空线耐张线夹和电缆接头温升进行建模,并在DTR环境获取实时参数的根本上,建立线路接头温升线性化约束;然后,引入线路接头温升约束,与有功功率平衡约束、线路最大许可载流量动态约束和电网辐射型构造约束共同组成约束集,以电网运行办法调度的开关动作总次数为优化目标,建立转供优化模型;末了,用实际算例剖析验证了提出模型方法的有效性。
图1 多个线夹、接头超温时转供方案
科研职员通过某220kV/110kV电网测试结果表明,当220kV线路或者110kV线路的耐张线夹、电缆接头非常温升持续发热时,仅考虑线路载流量动态约束并不能办理线路接头发热问题。本研究计及线路接头温升约束的模型,能够在担保不拉限负荷的条件下最大化利用受端电网的供电网络,从全局层面实现操作本钱最少的转供方案,肃清线路接头温度超限。
本研究所建模型是从实际运行的角度,将线路接头温升线性化约束引入了负荷转供中,在线路载流量许可温度的根本上进一步考虑接头处的温泰平承平安约束,构建实时转供优化模型。本研究通过对线路潮流变革量与主变压器下网功率变革量的有功平衡推导,以潮流变革量为中间变量得到负荷变革时线路接头温升的线性变革量,并建立线性化的转供优化模型。在担保电网安全运行的根本上,本研究模型进一步从实际运行角度深挖了线路的供电潜力,为全面提升受端电网的转供互供能力供应了科学依据。
以上研究成果揭橥在2021年第15期《电工技能学报》,论文标题为“计及线路接头温升约束的受端电网转供优化模型”,作者为周念成、兰雪珂 等。