基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法

本发明属于电网配电的，具体涉及一种基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法。

背景技术：

1、在现有技术中，存在通过物联网设备检测温度来对绝缘线进行除冰、断电的内容，也存在自动化控制配电网的内容。

2、但是，现有技术中缺乏将配电网电力线路的实时测温与配电网容量调整自动化相关联的内容，无法实现通过以绝缘线温度为依据的配电网动态增容调整。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的一个或者多个缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，用于实现通过以绝缘线表面温度为依据的配电网动态增容。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案。

3、一种基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，包括步骤如下：

4、结合配电网自动化系统搭建监测控制物联网络；

5、在配电网自动化系统构建温度-电流模型；

6、实时获取相应绝缘线的绝缘层表面温度、线芯导体电流；

7、根据获取的相应绝缘线的绝缘层表面温度、线芯导体电流，通过温度-电流模型计算相应绝缘线的增容裕度；

8、配电网自动化系统根据增容裕度生成动态增容方案，然后通过配电网自动化终端执行动态增容方案，对相应绝缘线上的电流量进行调整控制。

9、优选地，搭建监测控制物联网络，具体过程包括：

10、在全部所要监测的绝缘线的外侧表面分别设置温度传感模块、在靠近绝缘线的区域分别设置物联网模块，将温度传感模块与物联网模块电性连接进行温度数据传输；

11、设置多个电流互感器在全部所要监测的绝缘线外围采集电流数据，然后将电流互感器接入配电网自动化系统进行电流数据传输，电流互感器用于获取绝缘线的线芯导体中的电流数据；

12、将物联网模块通过无线通信网络连接到配电网自动化系统的开闭所终端设备dtu和/或馈线终端设备ftu，开闭所终端设备dtu和/或馈线终端设备ftu与配电网自动化系统后台连接，开闭所终端设备dtu和/或馈线终端设备ftu与相应配电网自动化终端连接。

13、进一步地，温度-电流模型搭建在配电网自动化系统后台运行。

14、进一步地，温度-电流模型如下式所示：

15、

16、其中，θ为线芯导体温度且设定θ具有最高允许温度作为其上限值，θ测量为绝缘线的表面温度，r0表示线芯导体在20摄氏度时对应的直流电阻，α20表示以20摄氏度为基准线芯导体电阻的温度系数，i表示线芯导体中的电流，ρt表示绝缘层的热阻系数，d表示导体直径，b表示绝缘层厚度。

17、进一步地，计算增容裕度的过程包括：

18、在得到表面温度θ测量、线芯导体电流i后，根据温度-电流模型计算线芯导体温度θ的具体数值；

19、在线芯导体温度θ的数值不超出该绝缘线相应的最高允许温度时，表明线路可以增容，否则线路需要断开或大幅减少电流；

20、确认线路可以增容后，根据电流、温度、线芯导体材料比热容的关系计算出增容裕度。

21、进一步地，增容裕度的获取如下：

22、设定可以将线芯导体温度提高到θ1，则增容前后的温度差为δθ＝θ1-θ，根据线芯导体材料比热容有其中，q为线芯导体吸收的热量，c为线芯导体材料比热容，m为线芯导体单位长度的质量，i1为提高线芯导体温度所增加的电流量，t为增加电流后绝缘线达到温度稳定的时间；

23、结合线芯导体的最高允许温度，根据公式计算出相应可增加的电流量，从而以可增加的电流量作为增容裕度。

24、进一步地，本动态增容方案由配电网自动化系统后台生成，动态增容方案的执行机构为相应绝缘线对应的配电网自动化终端。

25、进一步地，监测控制物联网络中，物联网模块还通过无线通信网络连接到运维移动端。

26、进一步地，温度传感模块采用接触式测温的数字式温度传感器pt100；

27、数字式温度传感器pt100通过防水环带套接在绝缘线的线缆接头或导线的绝缘层外侧表面，从而实现对绝缘层的表面温度采集。

28、进一步地，物联网模块采用esp8266模块实现。

29、本发明技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

30、无需对现有配电网的硬件结构进行破坏性改造，通过物联网设备采集配电网中的绝缘线表面温度、电流互感器测量线芯导体电流并传输到配电网自动化系统，再由配电网自动化系统依据能准确表达绝缘线表面温度与导体电流的数学模型计算绝缘线上的增容裕度，然后根据增容裕度获取对配电网中绝缘线的动态增容方案，填补了现有技术中缺乏通过以绝缘线温度为依据的配电网动态增容技术的空白。

技术特征：

1.一种基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，其特征在于，包括步骤如下：

2.根据权利要求1所述基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，其特征在于，所述搭建监测控制物联网络，具体过程包括：

3.根据权利要求2所述基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，其特征在于，所述温度-电流模型搭建在配电网自动化系统后台运行。

4.根据权利要求3所述基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，其特征在于，所述温度-电流模型如下式所示：

5.根据权利要求4所述基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，其特征在于，所述计算增容裕度的过程包括：

6.根据权利要求5所述基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，其特征在于，所述增容裕度的获取如下：

7.根据权利要求6所述基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，其特征在于，本所述动态增容方案由配电网自动化系统后台生成，动态增容方案执行机构为相应绝缘线对应的配电网自动化终端。

8.根据权利要求7所述基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，其特征在于，监测控制物联网络中，物联网模块还通过无线通信网络连接到运维移动端。

9.根据权利要求8所述基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，其特征在于，所述温度传感模块采用接触式测温的数字式温度传感器pt100；

10.根据权利要求9所述基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法，其特征在于，所述物联网模块采用esp8266模块实现。

技术总结本发明公开了一种基于绝缘线温度监测的配电网动态增容方法。该方法包括结合配电网自动化系统搭建监测控制物联网络；在配电网自动化系统构建温度‑电流模型；实时获取相应绝缘线的绝缘层表面温度、线芯导体电流；根据获取的相应绝缘线的绝缘层表面温度、线芯导体电流，通过温度‑电流模型计算相应绝缘线的增容裕度；配电网自动化系统根据增容裕度生成动态增容方案，然后通过配电网自动化终端执行动态增容方案，对相应绝缘线上的电流量进行调整控制。本发明能够根据绝缘线表面温度实现对配电网动态增容的控制。技术研发人员：高爱云,司丰铭,陈嘉鹏受保护的技术使用者：广东水利电力职业技术学院（广东省水利电力技工学校）技术研发日：技术公布日：2024/7/29