[发明专利]一种基于分布参数模型的超特高压系统电晕损耗计算方法

说明书

本发明公开了一种基于输电线路分布参数模型计算超/特高压系统电晕损耗的方法。先由长距离交流输电线路的分布参数模型推导出超/特高压长距离交流输电线路的π形等值电路参数计算公式，然后通过精确考虑长线路上的电压分布推导出线路单位长度上的年平均电晕损耗公式，进而通过电晕损耗功率方程求得系统的电晕损耗。此方法求出的电晕损耗值更接近于实际测量值，对超/特高压系统的设计、运行与经济分析具有重大的意义。

技术领域

本发明涉及一种基于分布参数模型的超特高压系统电晕损耗计算方法，属于电力系统线损技术领域。

背景技术

在现代电力系统中，超/特高压输电线路已成为我国的主力电网。对于一般电压等级的输电线路，可以用集中参数等值电路。但是超/特高压输电线路传输距离长达几百公里甚至上千公里，研究此线路的传输特性时，就需要采用分布参数模型，此时，如再使用集中参数模型就会有很大的偏差。

由于超/特高压输电线路的电压等级高，线路表面易产生放电现象，因而超/特高压输电线路的电晕损耗是不可忽视却十分复杂的现象。据大量实测研究，500KV及以上线路电晕损耗对线路实际运行电压非常敏感，且占线路总损耗相当大的比重，因而在计算系统线路总损耗时电晕损耗不应忽略。

发明内容

目的：为了克服现有计算方法中存在的不足，本发明提供一种基于分布参数模型的超特高压系统电晕损耗计算方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于分布参数模型的超特高压系统电晕损耗计算方法，具体包括如下步骤：

S01：基于长距离交流输电线路的分布参数模型推导出超特高压长距离交流输电线路的π形等值电路参数计算公式；

S02：通过精确考虑超特高压系统长线路上的电压分布推导出线路单位长度上的年平均电晕损耗公式；

S03：基于电晕损耗功率方程进行牛顿-拉夫逊迭代，进而求出每条线路上的电晕损耗和系统的电晕损耗。

在步骤S01中推导出长线路等值电路各参数的计算公式：

基于超特高压输电线路的特性阻抗：

其中：r、x和b分别为输电线路单位长度电阻、电抗和电纳；

线路传播常数：

其中：α、β分别为衰减系数和相移系数，且α＝|γ|cosθ，β＝|γ|sinθ；

精确考虑输电线路的分布参数特性：

其中：l为输电线路的长度；

令u＝αl，v＝βl，利用双曲函数

经过推导和化简，令

最终可得超特高压输电线路π形等值电路的参数计算公式：

在步骤S02中推导出线路单位长度上的年平均电晕损耗公式：

在超特高压输电线路的长线模型下，已知线路末端电压、电流时，沿线路任意点的电压、电流计算公式：

其中：分别表示距线路末端长度为x处的电压、电流；分别为线路末端电压、电流；

则超特高压系统中长线路每一点的电压表达式：

其中：为线路首端电压；Z为线路的阻抗；

单位长度上好天、雪天和雨天的电晕损耗计算公式为：