一種輸電線無功功率損耗檢測(cè)方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輸電線路無功功率損耗檢測(cè)方法和系統(tǒng)，該方法包括：采集待檢測(cè)覆冰線路的狀態(tài)信息；利用所述狀態(tài)信息計(jì)算得出所述待檢測(cè)覆冰線路的初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布；在所述待檢測(cè)覆冰線路上以所述初始截面為起點(diǎn)順序選取截面，根據(jù)所述初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布遞推得到各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布；利用所述各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布得到所述待檢測(cè)覆冰線路的三維空間電磁場(chǎng)分布；根據(jù)所述三維空間電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述待檢測(cè)覆冰線路的無功功率損耗。該方法充分考慮了輸電線路覆冰造成的影響，從而使無功功率損耗的計(jì)算更準(zhǔn)確，滿足了無功補(bǔ)償?shù)囊蟆?br> 【專利說明】一種輸電線無功功率損耗檢測(cè)方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及輸電線路無功補(bǔ)償【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種輸電線路無功功率損耗檢 測(cè)方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 無功功率是電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行中的一個(gè)重要因素，與電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運(yùn)行 及電力經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)。在電力系統(tǒng)中，異步電動(dòng)機(jī)和變壓器等設(shè)備要消耗大量的無功功 率，如果這些無功功率不能及時(shí)地得到補(bǔ)償?shù)脑挘瑫?huì)對(duì)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影 響。首先，用電設(shè)備沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場(chǎng)，那么這些用電設(shè)備就不能維 持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。另外， 系統(tǒng)缺乏無功功率時(shí)就會(huì)造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā) 揮。近幾十年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高，而保持電網(wǎng)中適量 的無功功率，是電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保障。
[0003] 目前，對(duì)新建輸電線的無功補(bǔ)償規(guī)劃，都是單一的基于輸送容量和線路的分布參 數(shù)計(jì)算，只考慮了線路的固定參數(shù)值，而并沒有考慮周圍的環(huán)境因素對(duì)線路參數(shù)的影響。這 種設(shè)計(jì)只能在環(huán)境氣候比較溫和的地區(qū)有效，然而在冬季環(huán)境比較惡劣的東北地區(qū)或其他 地區(qū)，輸電線覆冰比較嚴(yán)重，而輸電線覆冰對(duì)輸電線周圍的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生影響，造成無功功率 的損耗，因此基于傳統(tǒng)計(jì)算方法規(guī)劃的無功補(bǔ)償方式，無法滿足這種狀態(tài)下的無功補(bǔ)償要 求，導(dǎo)致無功補(bǔ)償?shù)牟粶?zhǔn)確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輸電線路無功功率損耗檢測(cè)方法和系統(tǒng)，以克服現(xiàn) 有技術(shù)中在進(jìn)行無功功率損耗計(jì)算時(shí)沒有考慮線路覆冰而導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確進(jìn)而無法滿足 無功補(bǔ)償要求的問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮韵录夹g(shù)方案：
[0006] 一種輸電線路無功功率損耗檢測(cè)方法，包括：
[0007] 采集待檢測(cè)覆冰線路的狀態(tài)信息；
[0008] 利用所述狀態(tài)信息計(jì)算得出所述待檢測(cè)覆冰線路的初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng) 分布；
[0009] 在所述待檢測(cè)覆冰線路上以所述初始截面為起點(diǎn)順序選取截面，根據(jù)所述初始截 面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布遞推得到各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布；
[0010] 利用所述各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布得到所述待檢測(cè)覆冰線路的三維空間電 磁場(chǎng)分布；
[0011] 根據(jù)所述三維空間電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述待檢測(cè)覆冰線路的無功功率損耗。
[0012] 優(yōu)選的，所述狀態(tài)信息包括：初始端的電壓、電流以及所述待檢測(cè)覆冰線路的介電 常數(shù)。
[0013] 優(yōu)選的，所述初始截面的電場(chǎng)分布利用矩量-模擬電荷法計(jì)算得到；
[0014] 所述初始截面的磁場(chǎng)分布利用畢奧-沙伐定律計(jì)算得到。
[0015] 優(yōu)選的，所述各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布具體根據(jù)頻域有限差分算法由所述初 始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布遞推得到。
[0016] 優(yōu)選的，所述無功功率損耗具體利用坡印亭矢量與能量損耗在無源介質(zhì)空間中的 關(guān)系計(jì)算得到。
[0017] 一種輸電線路無功功率損耗檢測(cè)系統(tǒng)，包括：采集模塊、初始計(jì)算模塊、遞推模塊、 三維構(gòu)建模塊和損耗計(jì)算模塊；
[0018] 所述采集模塊，用于采集待檢測(cè)覆冰線路的狀態(tài)信息；
[0019] 所述初始計(jì)算模塊，用于利用所述狀態(tài)信息計(jì)算得出所述待檢測(cè)覆冰線路的初始 截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布；
[0020] 所述遞推模塊，用于在所述待檢測(cè)覆冰線路上以所述初始截面為起點(diǎn)順序選取截 面，根據(jù)所述初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布遞推得到各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布；
[0021] 所述三維構(gòu)建模塊，用于利用所述各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布得到所述待檢測(cè) 覆冰線路的三維空間電磁場(chǎng)分布；
[0022] 所述損耗計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述三維空間電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述待檢測(cè)覆冰 線路的無功功率損耗。
[0023] 優(yōu)選的，所述采集模塊采集的狀態(tài)信息包括：初始端的電壓、電流以及所述待檢測(cè) 覆冰線路的介電常數(shù)。
[0024] 優(yōu)選的，所述初始計(jì)算模塊利用矩量-模擬電荷法計(jì)算得到所述初始截面的電場(chǎng) 分布；
[0025] 所述初始計(jì)算模塊利用畢奧-沙伐定律計(jì)算得到所述初始截面的磁場(chǎng)分布。
[0026] 優(yōu)選的，所述遞推模塊具體根據(jù)頻域有限差分算法由所述初始截面的電場(chǎng)分布和 磁場(chǎng)分布遞推得到所述各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布。
[0027] 優(yōu)選的，所述損耗計(jì)算模塊具體利用坡印亭矢量與能量損耗在無源介質(zhì)空間中的 關(guān)系計(jì)算得到所述無功功率損耗。
[0028] 由以上技術(shù)方案可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輸電線路無功功率損耗檢測(cè)方法和系 統(tǒng)，該方法包括：采集待檢測(cè)覆冰線路的狀態(tài)信息；利用所述狀態(tài)信息計(jì)算得出所述待檢 測(cè)覆冰線路的初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布；在所述待檢測(cè)覆冰線路上以所述初始截面 為起點(diǎn)順序選取截面，根據(jù)所述初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布遞推得到各截面的電場(chǎng)分 布和磁場(chǎng)分布；利用所述各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布得到所述待檢測(cè)覆冰線路的三維空 間電磁場(chǎng)分布；根據(jù)所述三維空間電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述待檢測(cè)覆冰線路的無功功率損 耗。該方法充分考慮了輸電線路覆冰造成的影響，從而使無功功率損耗的計(jì)算更準(zhǔn)確，滿足 了無功補(bǔ)償?shù)囊蟆?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0030] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種輸電線路無功功率損耗檢測(cè)方法的流程圖；
[0031] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的不同形狀和厚度的覆冰示意圖；
[0032] 圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種薄覆冰時(shí)不同覆冰形狀無功損耗變化曲線；
[0033] 圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種厚覆冰時(shí)不同覆冰形狀無功損耗變化曲線；
[0034] 圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例二提供的一種輸電線路無功功率損耗檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中在進(jìn)行無功功率損耗計(jì)算時(shí)沒有考慮線路覆冰而導(dǎo)致結(jié)果不 準(zhǔn)確進(jìn)而無法滿足無功補(bǔ)償要求的問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輸電線路無功功率損耗檢測(cè)方 法和系統(tǒng)，具體方案如下所述：
[0037] 實(shí)施例一
[0038] 本申請(qǐng)實(shí)施例一提供了一種輸電線路無功功率損耗檢測(cè)方法，如圖1所示，圖1為 本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種輸電線路無功功率損耗檢測(cè)方法的流程圖。該方法包括：
[0039] SlOl :采集待檢測(cè)覆冰線路的狀態(tài)信息。
[0040] 其中，狀態(tài)信息包括：初始端的電壓、電流以及所述待檢測(cè)覆冰線路的介電常數(shù)。
[0041] 具體的，通過氣象臺(tái)獲得架空線路沿線的氣候情況，對(duì)冬季氣候惡劣的地區(qū)的輸 電線路采用該方式進(jìn)行無功功率損耗的計(jì)算。
[0042] S102:利用狀態(tài)信息計(jì)算得出待檢測(cè)覆冰線路的初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分 布。
[0043] 其中，在本申請(qǐng)中，初始截面的電場(chǎng)分布利用矩量-模擬電荷法計(jì)算得到，初始截 面的磁場(chǎng)分布利用畢奧-沙伐定律計(jì)算得到。
[0044] 具體的，計(jì)算輸電線不規(guī)則覆冰的二維電場(chǎng)分布時(shí)，由于覆冰主要改變了導(dǎo)線周 圍的介電系數(shù)，對(duì)磁場(chǎng)不產(chǎn)生影響，因而主要利用矩量-模擬電荷法針對(duì)電場(chǎng)分布進(jìn)行計(jì) 算，矩量_模擬電荷法的數(shù)學(xué)模型歸結(jié)為以電位函數(shù)f為未知量的泊松方程或拉普拉斯方 程的定解問題。
[0045] 電位控制方程：

【權(quán)利要求】
1. 一種輸電線路無功功率損耗檢測(cè)方法，其特征在于，包括： 采集待檢測(cè)覆冰線路的狀態(tài)信息； 利用所述狀態(tài)信息計(jì)算得出所述待檢測(cè)覆冰線路的初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分 布； 在所述待檢測(cè)覆冰線路上以所述初始截面為起點(diǎn)順序選取截面，根據(jù)所述初始截面的 電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布遞推得到各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布； 利用所述各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布得到所述待檢測(cè)覆冰線路的三維空間電磁場(chǎng) 分布； 根據(jù)所述三維空間電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述待檢測(cè)覆冰線路的無功功率損耗。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述狀態(tài)信息包括：初始端的電壓、電流 以及所述待檢測(cè)覆冰線路的介電常數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始截面的電場(chǎng)分布利用矩量-模擬 電荷法計(jì)算得到； 所述初始截面的磁場(chǎng)分布利用畢奧_沙伐定律計(jì)算得到。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布具體 根據(jù)頻域有限差分算法由所述初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布遞推得到。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無功功率損耗具體利用坡印亭矢量 與能量損耗在無源介質(zhì)空間中的關(guān)系計(jì)算得到。
6. -種輸電線路無功功率損耗檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：采集模塊、初始計(jì)算模 塊、遞推模塊、三維構(gòu)建模塊和損耗計(jì)算模塊； 所述采集模塊，用于采集待檢測(cè)覆冰線路的狀態(tài)信息； 所述初始計(jì)算模塊，用于利用所述狀態(tài)信息計(jì)算得出所述待檢測(cè)覆冰線路的初始截面 的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布； 所述遞推模塊，用于在所述待檢測(cè)覆冰線路上以所述初始截面為起點(diǎn)順序選取截面， 根據(jù)所述初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布遞推得到各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布； 所述三維構(gòu)建模塊，用于利用所述各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布得到所述待檢測(cè)覆冰 線路的三維空間電磁場(chǎng)分布； 所述損耗計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述三維空間電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述待檢測(cè)覆冰線路 的無功功率損耗。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集模塊采集的狀態(tài)信息包括：初始 端的電壓、電流以及所述待檢測(cè)覆冰線路的介電常數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述初始計(jì)算模塊利用矩量-模擬電荷法 計(jì)算得到所述初始截面的電場(chǎng)分布； 所述初始計(jì)算模塊利用畢奧-沙伐定律計(jì)算得到所述初始截面的磁場(chǎng)分布。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述遞推模塊具體根據(jù)頻域有限差分算 法由所述初始截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布遞推得到所述各截面的電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述損耗計(jì)算模塊具體利用坡印亭矢量 與能量損耗在無源介質(zhì)空間中的關(guān)系計(jì)算得到所述無功功率損耗。
【文檔編號(hào)】G01R21/00GK104360151SQ201410636789
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】李俊杰, 劉玲, 周倩, 文一宇, 陳濤, 徐瑞林 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司