融冰电压计算方法及装置与流程

本发明涉及输电线路架空地线融冰领域，尤其是指融冰电压计算方法及装置。

背景技术：

1、为保证架空地线不停电融冰时兼顾其良好的防雷效果，需要在融冰前对架空地线进行分段绝缘化改造，合理的进行地线分段是保证高效融冰的关键。与交流输电线路相比，直流输电线路架空地线接地后因其地线上感应电压很小，不能依此作为融冰分段因素，因此其主要靠直流融冰装置输出的电压值大小这一因素来确定分段方案。但目前对该数值多数靠理论计算得出，少数仿真只利用仿真软件对直流融型装置进行单独仿真输出其电压值，不能体现覆冰段实际融冰全过程，缺乏整体性，计算结果与实际融冰时相比有较大误差。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中架空地线的融冰电压基本靠理论计算得出，仿真得出的电压值，缺乏整体性，计算结果与实际融冰时融冰电压相比有较大误差的缺点，提供一种融冰电压计算方法及装置。

2、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

3、融冰电压计算方法，包括：

4、获取融冰时外部环境参数，确定融冰时长；

5、在atp(alternative transients program，替代暂态程序)建立直流融冰装置模型，再获取线路及杆塔参数、地线参数，

6、根据线路及杆塔参数、地线参数构建线路融冰仿真模型；

7、在matlab中构建算法，根据外部环境参数和融冰时长输出对应的融冰电流；

8、构建线路融冰电压计算模型，对于不同分段的线路融冰仿真模型，通过融冰电压计算模型输出分段的融冰电压，将融冰电流输入至线路融冰电压计算模型作为融冰电压仿真判据，融冰电压计算模型通过仿真判据判断得出的融冰电压是否符合要求，若符合要求则输出分段的融冰电压，若不符合要求则调整融冰电压计算模型的参数直到融冰电压符合要求。

9、作为优选，所述的获取融冰时外部环境参数具体包括覆冰厚度、风速和环境温度。

10、作为优选，所述的融冰电流包括最小融冰电流和最大融冰电流，其中，

11、最小融冰电流：

12、

13、式中：imin为最小融冰电流，δt为导线及地线温度与环境气温之差，r0代表0℃气温时地线的电阻，其计算公式如下；

14、r0＝r20(1-20α)

15、式中：r20为20℃气温时导线或地线的电阻，α为导线或地线的电阻温度系数，rt0为等效冰层传导热阻，其计算公式如下：

16、

17、d＝d+2b

18、式中，d为地线覆冰后的外径，d为地线的外径，b为地线的覆冰厚度，λb为覆冰导热系数，rt1为对流及辐射等效热阻，v为风速。

19、作为优选，所述的rt1的值根据架空地线结冰类型决定，结冰类型包括雨凇和雾凇，在雨凇的情况中，

20、

21、在雾凇的情况中，

22、

23、作为优选，所述的最大融冰电流为：

24、当v>2时，

25、

26、当v≤2时，

27、

28、rm＝r20(1+α(tm-20))

29、式中：imax为最大融冰电流；rm为允许温度时导线或地线的电阻；tm为地线的允许温度；t为环境气温；εn为冰层辐射系数，雨凇取0.64，雾凇取0.32。

30、作为优选，

31、所述的线路融冰电压计算模型具体为：

32、udc＝1.35uaccosβ-6flsidc

33、式中：udc为直流电压，uac为交流线电压，idc为直流电流，f为系统频率，β为延迟阀触发角，ls为交流侧电感；

34、在atp运行过程中通过控制atp中直流融冰装置模型脉冲延迟触发角β节点连续调节直流输出电压从而调节直流电流的大小，直流电流与融冰电流的误差在设定的范围内，则直流电压符合要求，输出直流电压即为融冰电压。

35、作为优选，

36、所述的对于不同分段的线路融冰仿真模型，通过融冰电压计算模型输出分段融冰电压具体为：将基本线路参数、节点信息以及仿真判据在matlab中进行设置，进行循环求解，输出模型各节点的融冰电压计算过程变量以及计算结果；

37、通过融冰电压计算模型输出融冰电压后，根据风速、冰厚以及杆塔实际档距确定不同分段方案：

38、杆塔实际档距用于确定杆塔的分段，不同的分段对应不同的节点；

39、假设风速不变，则通过线路融冰电压计算模型确定输出风速、融冰距离、融冰电压之间的关系，输出各节点处对应的融冰电压；

40、假设覆冰厚度不变，则通过线路融冰电压计算模型确定覆冰厚度、融冰距离、融冰电压之间的关系，输出各节点处对应的融冰电压。

41、融冰电压计算装置，包括：

42、数据采集单元，用于获取外部环境参数、线路及杆塔参数和地线参数；

43、数据处理分析单元，包括直流融冰装置模型、线路融冰仿真模型和线路融冰电压计算模型；

44、数据处理分析单元用于在atp建立直流融冰装置模型，再获取线路及杆塔参数、地线参数，根据线路及杆塔参数、地线参数构建线路融冰仿真模型；

45、在matlab中构建算法，根据外部环境参数和融冰时长输出对应的融冰电流；

46、对于不同分段的线路融冰仿真模型，通过融冰电压计算模型输出分段的融冰电压，将融冰电流输入至线路融冰电压计算模型作为融冰电压仿真判据，融冰电压计算模型通过仿真判据判断得出的融冰电压是否符合要求，若符合要求则输出分段的融冰电压，若不符合要求则调整融冰电压计算模型的参数直到融冰电压符合要求。

47、计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机或处理器上运行时，使得所述计算机或处理器执行所述方法的步骤。

48、本发明的有益效果是：

49、通过在atp中建立实际不停电融冰仿真模型进行融冰电压仿真计算，计算结果通过常规经验公式计算，结果更为精确；

50、通过matlab-atp联合仿真计算，又弥补了在atp仿真计算时需人工大量重复修改参数的问题，仅需输入线路参数及融冰同期环境参数算法即可自动输出融冰电流作为循环判据进行融冰电压自动求解，计算效率提高的同时准确性仍可得到保证挑选输电线路历史故障行波样本作为标准库，可以控制典型故障类型的覆盖面和各类样本数量，同时充分发挥历史行波的数据价值；

51、3、该方法计算结果可为融冰分段提供参考，线路参数和环境参数均可根据实际更新，提高分段设计效率。

技术特征：

1.融冰电压计算方法，其特征是，包括：

2.根据权利要求1所述的融冰电压计算方法，其特征是，所述的获取融冰时外部环境参数具体包括覆冰厚度、风速和环境温度。

3.根据权利要求2所述的融冰电压计算方法，其特征是，所述的融冰电流包括最小融冰电流和最大融冰电流，其中，

4.根据权利要求3所述的融冰电压计算方法，其特征是，所述的rt1的值根据架空地线结冰类型决定，结冰类型包括雨凇和雾凇，在雨凇的情况中，

5.根据权利要求4所述的融冰电压计算方法，其特征是，

6.根据权利要求1所述的融冰电压计算方法，其特征是，所述的线路融冰电压计算模型具体为：

7.根据权利要求2所述的融冰电压计算方法，其特征是，所述的对于不同分段的线路融冰仿真模型，通过融冰电压计算模型输出分段融冰电压具体为：

8.融冰电压计算装置，其特征是，包括：

9.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机或处理器上运行时，使得所述计算机或处理器执行如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种融冰电压计算方法及装置，解决了现有技术的不足，包括获取融冰时外部环境参数，确定融冰时长；在ATP建立直流融冰装置模型，再获取线路及杆塔参数、地线参数，根据线路及杆塔参数、地线参数构建线路融冰仿真模型；在MATLAB中构建算法，根据外部环境参数和融冰时长输出对应的融冰电流；构建线路融冰电压计算模型，对于不同分段的线路融冰仿真模型，通过融冰电压计算模型输出分段的融冰电压，将融冰电流输入至线路融冰电压计算模型作为融冰电压仿真判据，融冰电压计算模型通过仿真判据判断得出的融冰电压是否符合要求，若符合要求则输出分段的融冰电压，若不符合要求则调整融冰电压计算模型的参数直到融冰电压符合要求。技术研发人员：周啸宇,方玉群,李健,赵俊杰,张永,钱肖,汤春俊,赵寿生,吴敏,王少华,徐超,刘安文,雷梦飞,谢迎谱,王振国,刘子皓,任华,王健受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25