巨立廣

摘 要：目前在我國的節(jié)能減排政策影響下，電源的發(fā)展方向有了巨大的改變，風力發(fā)電的憑借其可再生并且屬于清潔能源的特性得到了越來越多的重視。風力發(fā)電在整個輸電系統(tǒng)中的應用越來越普遍，但風力發(fā)電依舊有其不足之處，首先是風力發(fā)電對風速的要求比較嚴格，其本身所具有的不可控制性對輸電線路的輸電能力有很大的影響。因此，架空輸電線路輸電能力的研究已成為學術(shù)界關注的重點。

[關鍵詞]輸電線路；輸電能力；風力發(fā)電

在如今的電力行業(yè)中，能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化已經(jīng)逐漸步入正軌，風力發(fā)電、水力發(fā)電、太陽能發(fā)電、生物能源等都在逐漸得到認可和重視。風力發(fā)電則由于其本身所具有的許多優(yōu)點在輸電系統(tǒng)中得到了越來越多的應用，在輸電系統(tǒng)應用風力發(fā)電還要注意電網(wǎng)的輸電能力。相對于電力能源的發(fā)展來說，電網(wǎng)輸電能力的建設卻相對滯后，對架空輸電線路輸電能力的有效研究，緩解目前電力供求不均衡的狀況是一份十分有價值有意義的課題。

在輸電線路的技術(shù)應用中比較成熟的是DTR動態(tài)熱定值技術(shù)。DTR技術(shù)通過大量的硬件裝置來對輸電線路進行測量，并且可以實現(xiàn)對熱定值的有效跟蹤計算。但是由于DTR技術(shù)太過依賴硬件設施導致DTR技術(shù)不能很好的普及，在DTR技術(shù)實際運行的過程中還面臨輸電線路的電壓限制，這些都不利于DTR技術(shù)的有效應用。鑒于DTR技術(shù)不能良好運用的情況，輸電線路輸電能力的研究只能在減少硬件設施的情況下實現(xiàn)輸電線路輸電能力的有效提高與合理安排。

一、風力發(fā)電應用中輸電能力的計算

風力發(fā)電是目前科技所能探知到的經(jīng)濟效益最高的利用可再生能源發(fā)電的技術(shù)，但是由于風力的隨機性和不可控性又局限了風力發(fā)電的輸電功率，在整個電網(wǎng)的輸電過程中往往會由于風速的間歇性對電網(wǎng)的輸電能力造成影響。風力發(fā)電的關鍵是計算風力發(fā)電并網(wǎng)后的整個電網(wǎng)的輸電能力，風速的變化可以對風力發(fā)電的輸電能力產(chǎn)生本質(zhì)上的影響，可以改變風力發(fā)電系統(tǒng)的最大輸電能力，在風力發(fā)電功率增大時其改變效果更大。在過去的輸電能力計算過程中，通常是以假設電源電壓不變的常規(guī)潮流計算為基礎計算方式的，這也就是說電力系統(tǒng)運行發(fā)生變化時電源卻足夠滿足變化的標準，實際情況中的電源電壓卻不可能維持一個良好的滿足狀態(tài)，所以常規(guī)的潮流計算方式是有一定偏差的。計算方式中常規(guī)潮流計算方式逐漸被擴展潮流計算方式所代替，擴展潮流計算方式對電力系統(tǒng)的整個架構(gòu)模型和各個部件都做了充分的考慮，將常規(guī)潮流計算方式和動態(tài)元件方程進行聯(lián)立并求出系統(tǒng)中的各個狀態(tài)變量。這個計算方法的優(yōu)點在于它不僅僅包括關鍵的動態(tài)元件運行特點，還在穩(wěn)定條件下將運行狀態(tài)轉(zhuǎn)化為方程問題加以計算，為電力系統(tǒng)的電壓運行特征提供了穩(wěn)定準確的表達方式。常規(guī)潮流的計算方式讓基于常規(guī)潮流計算方式的電網(wǎng)輸電能力結(jié)果也偏離實際情況，擴展潮流的計算方式相對于常規(guī)潮流的計算方式的優(yōu)勢在于：能將動態(tài)元件的特性以方程式加入到潮流計算中去，比常規(guī)潮流的計算方式更完整的表述了電力系統(tǒng)的模型架構(gòu)。擴展潮流計算方式還能將常規(guī)潮流計算方式與動態(tài)元件的運行狀態(tài)以方程式來求穩(wěn)態(tài)的解，同時比常規(guī)潮流的計算方式得到了更多的信息。

二、輸電線路輸電能力的問題

輸電線路的熱載荷能力需要DTR技術(shù)的日益成熟來定值，DTR技術(shù)還需要深入研究才能與輸電線路的荷載能力相互結(jié)合，而且風力發(fā)電的模式運用已經(jīng)很普及，在建設大型風力發(fā)電場的情況下，電網(wǎng)輸電的能力研究依舊有許多問題亟待解決?？梢詮囊韵聨追矫嫒胧郑?/p>

1.DTR技術(shù)的成熟需要大量的硬件設備來支持，DTR的運行要對環(huán)境中的溫度風速等各個條件進行測量，所以昂貴的設施投入和設備維護是必須的，也正是因為這個原因DTR技術(shù)只能在少數(shù)的輸電線路中運用，電網(wǎng)系統(tǒng)中大多還是沿用過去的保守方式。DTR的條件局限性在很大程度上就制約了電網(wǎng)的輸電能力。

2.風能的不可控性讓風力發(fā)電的輸出功率也呈現(xiàn)出間歇性，這對風力發(fā)電的發(fā)展帶來了不好的影響，隨著風力發(fā)電的普及，其規(guī)模也在逐漸的變大，風力發(fā)電在整個電網(wǎng)的應用比例也在逐年增加，所以精確的風速測量預算對于風力發(fā)電系統(tǒng)來說是必須的。良好的計算能力和精確的預測結(jié)果會更有利于風力發(fā)電的穩(wěn)定運行，也能保證風力發(fā)電系統(tǒng)的電力供應狀態(tài)良好維持。

三、輸電線路輸電能力的問題研究

電力系統(tǒng)中關于架空輸電線路輸電能力的研究可以從以下兩方面來分析：一是關鍵輸電線路斷面的輸電能力的計算，二是對電網(wǎng)中關鍵輸電線路的荷載進行定值分析。針對關鍵輸電線路斷面的輸電能力的計算問題，首先應該對風速和風力發(fā)電功率進行預測，然后在其預測的基礎內(nèi)容上考慮風速和風力發(fā)電功率對關鍵輸電線路斷面的輸電能力的影響。針對電網(wǎng)中關鍵輸電線路的荷載進行定值分析問題，應該首先對熱定值的實時作用進行研究，然后在其內(nèi)容基礎上考慮綜合的電壓和功率穩(wěn)定限制的輸電能力的定值。輸電線路的熱載荷能力是與實時環(huán)境條件有直接的關系的，其參數(shù)計算內(nèi)容反映了風向風速和日照等氣候條件對輸電線路的作用。在輸電線路的溫度和荷載可以計算測量的情況下，通過正確的計算方法就可以得出輸電線路的穩(wěn)態(tài)長短期熱定值。在獲得輸電線路的穩(wěn)態(tài)長短期熱定值的基礎上考慮到電壓和功率的約束問題，就可以得出在運行狀態(tài)下輸電線路荷載的定值和計算方法。風發(fā)電系統(tǒng)中對風速的預測和計算是整個研究項目的關鍵所在，對風速的計算越精確就越能避免風力發(fā)電的不利特性對電力系統(tǒng)的影響，進而就可以提高輸電線路的輸電能力。這樣就可以避免很多不必要的測量環(huán)節(jié)，可以節(jié)省較大的資源，減少了許多硬件設施的投入，具有很高的經(jīng)濟價值。

四、結(jié)語

本文在風力發(fā)電的背景下針對輸電線路的荷載定值做出了分析，考慮到電力系統(tǒng)的運行和機制的完善性，會有效的提高電力系統(tǒng)的安全性和靈活性。還研究了風力發(fā)電系統(tǒng)中的輸電能力強弱的原因，找出了最大輸電能力的計算方式，也對風力發(fā)電系統(tǒng)中的一些問題提出了解決策略，針對風力發(fā)電系統(tǒng)考慮到了更多未解困難和發(fā)展法相，希望廣大業(yè)內(nèi)人士在研究的過程中發(fā)現(xiàn)更多有價值的問題，為架空輸電線路輸電能力的研究做出更巨大的貢獻。

同時我們應該注意到，輸電線路其實還是相對脆弱的，日常維護應考慮最易發(fā)生故障的原因及相應的解決方案，在實際運行中依然還有很多問題，有待我們及時總結(jié)。隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人們對供電可靠性、穩(wěn)定性的要求越來越高，也就帶來了對輸電線路運行維護的工作會越來越艱巨，引起電力部門的足夠重視的同時，也要依靠社會其他力量，加強科研院所對輸電網(wǎng)的研究，堅決抵制人為對輸電線路的破壞，如有必要可以動用法律武器維護人民利益。

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