输电线路导线温度检测及动态增容系统设计开题报告.doc

毕业论文（设计）开题报告论文题目：输电线路导线温度检测及动态增容系统设计 系部名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 20年月日毕业论文（设计）开题报告一、结合毕业论文（设计）任务书的要求，根据所查阅的文献资料，撰写3000字左右的文献综述：1.选题的目的、意义20世纪70年代起，我国基本就处于严重缺点局面，电力供应短缺是制约经济发展的主要瓶颈。03年以来，我国24个省，自治区“拉闸限电”闹“电荒”。在拉闸限电的背后，除了电源紧张带来的“硬缺电”之外，长期“重发，轻供，不管用”，电网发展严重滞后于电源建设，带来的电网结构薄弱，电源配置不合理导致缺电和窝电现象并存也是电荒的一大根源。为了解决上述问题，增加电网的输送能力迫在眉睫。随着电网密度的逐渐增大，新建线路走廊日益紧缺，提高导线温度可以充分发掘现有线路的输送能力，减少新建线路数量，降低新建线路投资，其生产的经济和社会效益是十分明显。输电线路导线温度及动态增容系统可以实现导线温度和坏境数据信息（环境温湿度，风速，风向，日照强度）的采集，可以对所采集的数据处理，存储并向数据中心发送处理后的数据，可以将建立的数学模型嵌入到专家软件，并依据数学模型计算导线载流量，分析线路跃迁时导线温度变化及弧度变化，绘制温度和弧垂度曲线图，可以实时显示现场传输过来的监测数据，并具有历史查询功能，还可以通过监测中心主机修改监测分机运行参数。2. 国内外研究的现状目前我国很多区域的电网都在靠牺牲电网的安全性和设备的可靠性艰难地维持运行，各级电网都靠超负荷运载来满足市场的供需平衡关系，这种超负荷运行存在巨大的安全隐患。如果新建线路走廊则投资巨大，建设周期长。据报道，国家电网500kv线路中约1/4送电力受限，而且这些线路大都属于跨区域跨省联络线，大资源送出线路和负荷中心受入线路，配电网卡脖子现象较为普遍。据研究表明，2010年我国西电东送容量达到6440万KW，其中采用交流500kv线路输电的为4300万KW。按500kv线路现有水平计算，即每回500kv线路输送80万KW，则大约需要500kv交流线路50回。如果在现有输电线的实际情况下，在不改变现有输电线路结构和确保电网安全运行的情况下，通过技术改造和技术升级，挖潜增效，增加线路输电容量，则可以解决用电高峰期及部分线路故障等情况下提高输电线路输送能力的问题。2005年，国家电网公司在北京特别召开提高电网输送能力工作会议，会议指出：在加快特高压骨干电网建造的同时，需要积极提高现有电网输送能力。无论是从提高供电可靠性角度，还是从延缓建设投资效益的角度分析，对增容技术的研究都将具有良好的社会效益和经济效益。目前，国内外的增容方法主要有静态提温增容技术和动态监测增容技术两种。（1）静态提温增容技术我国现行设计规程规定输电线的导线允许温度限额为70，而国际上大多数国家规定导线温度限额在80及以上，如日本，美国允许90，法国85，德国，荷兰。瑞士允许80.静态提温增容技术是指突破现行技术规程的规定，环境温度仍按40考虑，线路上的风速和日照强度完全符合规程要求，将导线的允许温度由现行规定的70提高到80和90，从而提高导线输送容量。我国规程规定，计算导体允许载流量时，对于钢芯铝合金绞线，导体允许温度可采用70（大跨越可采用90），环境气温应采用最高气温月的最高平均气温（40），风速应采用0.5m/s（大跨越可采用0.6m/s），日照强度应采用1000w/.但运行经验表明，这种极限值是保守地基于最恶掠的气象条件下为维持线路对地的安全距离而得出的。实际上，绝大多数情况下允许输送容量超出一些并不会造成设备故障和系统损坏。因此在现有线路设计的技术要求下，在不影响线路运行安全和线路使用寿命的情况下，输电线路有很大的增容空间，但要保障线路在增容的情况下安全运行，就必须时时掌握线路运行状况进行及时调控，确保线路运行安全。（2）动态监测增容技术动态增容技术就是在输电线路上安装在线监测装置，对导线状态（导线温度，张力，弧垂等）和气象条件（环境温度，日照，风速）进行监测，在不突破现行技术规程规定的前提下，根据数学模型计算出最大允许载流量，充分利用线路客观存在的隐性容量，提高输电线路德输送容量。动态监测增容技术在不突破现行技术规定的条件下，可保障系统稳定和设备安全运行，因此有很强的使用性。国外在线动态监测增容系统技术得到了广泛应用，国内诸多高校，研究生和企业也都针对动态增容技术进行了研究，并得到较大范围内的应用，大大提高了电网输送能力。国外动态增容技术的现状：美国电气研究协会开发出一种利用实际气象和设备的实时温度监测确定线路动态容量的监测系统（DTCR），它与数据采集有一定联系。动态容量的监测系统包括一个计算模块，内含美国电气研究协会开发的各种类型输电设备的热模型。该模块考虑了实际气象条件，其他环境参数（如土壤参数等），设备温度参数及电气负载等因素。监测设备包括小型气象台，导体松弛度和温度传感器，数字化数据单元。DTCR可计算出连续更新线路的动态负载容量。美国SRP公司目前在2条重要输电线上使用DTCR技术，使线路负荷短时超出它们的固定容量。使用DTCR使该公司修建新线路工程推迟了五年，最少节省了约900万美元的费用。加拿大BC水电公司在靠近Vancouve的2条地下电缆上使用了DTCR技术，DTCR技术使其更换电缆的计划推迟一年，一次性节约100万美元。国内动态增容技术的现状：上海交通大学也对DTCR进行了相关研究。他们对DTCR的概念及作用机理，DTCR系统模型，系统构架方案进行了研究和论述，将DTCR系统模型主要分为基于气象因素的输电线电流温度模型WCTM（weather based currenttemperature model）和安全性判据2个方面的内容。另外，上海交通大学还研发出一种利用实际气象条件和对线路参数进行监测来动态确定线路输送容量的监测系统。它由多个装设在耐张输电线路杆塔上的数据采集终端和设在调度中心的一个监控管理平台构成，通过GPRS或GSM来完成数据采集终端与监控管理平台之间的数据传输。监控管理平台通过SCADA系统接口进行数据交换，实现系统与调度系统软件的结合。利用专家系统对输电线路的状态进行预警分析。 华东电力实验研究院也对动态增容技术进行了研究，主要论述了现有输电线路动态监测增容技术，并指出数学模型是其中的技术关键。华东电力实验研究院在影响输电线路输送容量的瓶颈点设置监测装置，监测导线温度，环境温度和日照强度。从调度的实时数据系统监测线路和相关输电断面的电流。设计了数学模型，将监测数据转换成增容运行数据，为调度人员进行安全增容运行提供依据，系统主要由现场实时监测装置，数学模型和系统主站组成。气象条件监测装置和导线状态监测装置现场相对复杂一些。参考文献：1 黄新波.输电线路在线监测. 中国电力出版社,2008.2 来清民.传感器与单片机接口实例. 北京航空航天大学出版社,2007.3 马国栋.电线电缆载流量. 中国电力出版社,2003.4 卢明良.输电线路导线舞动监测技术的研究. 中国电力出版社,1994.5 杨巍巍.输电线路状态在线监测系统终端. 上海交通大学,2007.毕业论文（设计）开题报告二、本论文（设计）要研究或解决的问题以及拟采用的研究手段（途径）：本论文（设计）要研究或解决的问题：1)本课题研究问题及任务要求 (1) 监测导线周围温度，湿度，和风速等 （2）当温度或者湿度超过平均值是会有报警提示 （3）按键实现对监测仪器零点的调整 （4）LED显示温度，风速等 (5)架空导线载流量的计算公式 （6）动态增容系统总体构成2）本课题要解决的问题要先查找温度传感器，风向传感器的资料，对传感器的原理和优缺点进行分析。目前应用最多的传感器有半导体式传感器，红外式传感器，PID光离子传感器等。分析传感器监测的信号，然后查阅资料设计相应的硬件电路。上述传感器监测的信号是带有一定干扰信号的电信号，所以要设计滤波，放大，A/D转换电路。架空导线目前的计算公式很多，日本，前苏联，美国都提出了一些公式。因此选择合适的公式也很重要的。3）预计可能遇到的困难 （1）软件编写：在软件设计中要完成语音提示，LED显示等软件编程。这些模块在以前的学习中很少用到，一次编程比较困难。（1） 干扰信号的处理：干扰信号来源很多，很小的干扰信号经过放大后就影响输入输出信号，对监测仪器造成影响。因此处理干扰信号也是一个难题。（3）调试：这是设计中最重要也是最关键的一个环节，由于以往调试的经验很少，如何调试使整机要求达到设计要求是比较困难的。本论文（设计）采用的研究手段和方法：（1）软件编程中，首先查找语音提示、LED显示等模块的相关资料，对这些模块的工作原理进行了解，并通过网上此类模块相应程序的理解，最后结合设计编写自己的程序。（2）干扰信号的处理，可以从软件和硬件两个方面来处理。硬件中可以设置滤波器将信号进行滤波处理，还可以在信号放大时采用差分放大来减小干扰，如采集时刻应该多采集几组数据取平均值或者算数平均值来减小误差。（3）调试时，可以从硬件调试和软件调试两个方面来调试，在联机