[发明专利]电力系统振荡期间输电线路温度安全告警与保护方法

权利要求书

1.一种电力系统振荡期间的输电线路温度安全告警方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1)：计算输电线路稳态运行时的初始稳态温度：采集输电线路稳态运行时的实时电流及气象环境参数，根据输电线路的导线参数、输电线路稳态运行时的气象环境参数与实时电流，利用稳态热平衡方程计算输电线路稳态运行时的初始稳态温度；

步骤2)：发生系统振荡后，实时在线采集输电线路振荡电流参数及当前气象环境参数；

步骤3)：设振荡的振荡周期数为N，计算当前振荡周期所对应的温升响应曲线，按如下方式：根据步骤2)中采集的输电线路振荡电流参数及当前气象环境参数，并以上一振荡周期结束时导线温度作为当前振荡周期的初始导线温度，通过输电线路暂态热平衡方程，计算出当前振荡周期输电线路的温度变化量ΔT_c；根据当前振荡周期的温度变化量ΔT_c以及当前振荡周期的初始导线温度，构建当前振荡周期的温升响应曲线，所述温升响应曲线反应了随时间变化的导线温度；其中，若当前振荡周期为初次振荡周期，则以步骤1)中输电线路稳态运行时的初始稳态温度作为初始导线温度；

步骤4)：根据温度阈值区间将安全级别划分为以下三种：安全级、安全预警级以及安全越限级；根据振荡期间输电线路的温升响应曲线判断输电线路的安全级别，并将输电线路当前的安全级别发送给调度系统；

步骤5)：判断振荡是否平息，若否，则回到步骤2)；若是，同步完成电力系统振荡期间输电线路温度安全告警，并得到输电线路在整个振荡期间的温升响应曲线。

2.根据权利要求1所述的电力系统振荡期间输电线路温度安全告警方法，其特征在于：稳态热平衡方程的表达式如下：

q_s+q_J＝q_c+q_r (1)

q_s＝αD₀Q_ssinθ_s (2)

q_J＝I²R(T_c) (3)

q_c＝9.92(VD₀)^0.458(T_c-T_a) (4)

q_r＝πD₀σ_Bε[(T_c+237)⁴-(T_a+237)⁴] (5)

式(1)中，q_s，q_J，q_c和q_r分别为导线的日照发热功率，焦耳热功率，对流散热功率和辐射散热功率；

式(2)中，α为导线日照吸热系数，取值0.5～0.9，D₀为导体外径，单位为m；Q_s是导线所处地区海拔高度上的太阳辐射功率密度，单位为W/m²；θ_s为太阳光入射方向与导线走向之间夹角，单位为°；

式(3)中，I为输电线路稳态运行时的实时电流有效值，R(T_c)为导线温度为T_c时的单位长度交流电阻值，单位为Ω/m，可通过线性插值获得；

式(4)中，V为风速，单位为m/S；T_c和T_a分别为导线温度和导线所处环境温度，单位为℃；

式(5)中，σ_B是斯蒂芬-玻尔兹曼常数，其值为5.6697×10^-8，ε是导线材料的辐射系数；

输电线路稳态运行时的实时电流有效值为一固定值，以迭代的方式求取线路的初始稳态温度，迭代开始时假设导线温度为(T_a+10)℃，在每次迭代中如果热平衡(q_s+q_J-q_c-q_r)的计算结果大于0，则在上一次迭代的导线截止温度的基础上提高下一次迭代开始时的导线假设温度，反之亦然，直至热平衡的计算结果接近于0，迭代终止，得到稳态运行时输电线路的初始稳态温度。