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电热协调及其应用研究

丁希亮  
【摘要】: 在电力系统运行中,发电、输电、用电间由于输电能力不足而引起的不协调的问题是经常发生的,尤其是竞争机制的引入会使该问题更加突出。从电力系统运行角度看,解决输电能力不足要扩建、加快超高压、特高压骨干电网等建设,但是架设一条新的输电线路受到经济条件和空间等方面的限制,特别是近几年来人们环保意识的增强使得架设一条新的输电线路更加困难。因而从主观上挖掘现有输电网潜在的输电能力以指导系统运行、控制,意义是深远的。 本文首先在前人研究的基础上,探讨了输电线路的发热过程及发热引起的不良影响。从热平衡方程出发,详细分析了电流引起的发热、日照引起的发热、对流散热、辐射散热的计算方法,总结了线路载流量在各种技术条件下的确定问题,并着重对风速、风向、日照强度、导体最大允许温度及导体的辐射率对载流量的影响程度做了比较分析。 深入研究了电热协调潮流及输电线路温度变化过程模型和算法的基础问题。输电元件的温度随着所处环境及通过的电流的变化而变化,温度的变化反过来引起电阻的变化。在已具备各种量测的条件下,以输电线路电阻变化为纽带,牵连输电线路温升的热平衡微分方程为核心,并与潮流交替,从而形成电热协调的电力系统潮流及输电线路温升过程求解的模型和算法。经过代数方程和微分方程的交替解算,得出适应电力系统运行模式各类扰动下的输电线路(尤其是关键输电线路)的温升变化过程的轨迹。 结合电热协调潮流模型和最优潮流理论,对电热协调的最优潮流模型进行了初步探讨。通过电热协调的最优潮流,期望达到在系统的调度过程中,实时通过输电线路的温度变化来判别输电线路载送能力是否受制约,充分挖掘现有电网潜在的输电能力,以提高系统运行的安全性和经济性,为进一步开展计及电热协调的电力系统运行调度理论研究铺设基础。 研究表明在DTR基础上实施电热协调可以更充分地挖掘电力系统潜在的输电能力,以增强系统在扰动状态下抵御事故的能力。同时,由于环境、地域、经济等各方面条件的制约,急切要求现有输电的能力能得到最充分的使用和挖掘。切合实际的将关键的输电元件的电气特性和热动态特性有机统一的进行考虑,从而实现以变化的温度确定输电能力,这对实际输电能力的决策与评判是非常有意义的。


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