一种输电导线的电能传输容量的预测方法和系统与流程

本发明涉及输配电传输容量，具体而言，涉及一种输电导线的电能传输容量的预测方法和系统。

背景技术：

1、电力传输线的最大连续传输容量很多情况下取决于线路导线的温升限值。为了防止导线因为过热而造成不可逆转的损害，并且保持安全的弧垂高度，导线的运行温度和对应的运行时间被限制在一定的设计范围内。导线的传输容量可以通过导线的热平衡方程计算而得，即通流产生的焦耳热和太阳的照射使导线加热，空气对流和导线自身的热辐射则使导线放热。电力生产中为了运行方便，对每条线路都会根据导线温度限值计算出一个固定传输容量阈值，也称静态传输容量。出于安全考虑，计算的多数静态传输容量的数值偏低，在较少的情况下其值可能高于实际传输能力。这种偏离会对电力生产造成不同程度的负面影响。限值低于实际能力时会造成不必要的线路拥堵，降低线路的使用效率，造成浪费；反之，则将线路置于过负荷工作的风险之中，可能造成对线路的物理损害，以及连带的对系统运行安全的威胁。解决该问题的一种有效技术路径是对导线的实际通流能力进行实时的监测和计算,即，“线路动态容量”(dlr)。dlr技术使用不同种类的传感器对导线本身和周围的环境参数进行实时测量，并依据一定的算法计算导线的动态容量。dlr技术可以获得比静态增容技术更接近线路真实传输容量的参考限值，使输电导线可以在安全范围内，传输更多的电能，提高输电导线的利用率和传输能力，一定程度上减少输电线路阻塞，从而增加经济运营效益、降低电价。但是作为实时预测，dlr仅在短时间内有效。

2、有鉴于此，本发明提出了一种输电导线的电能传输容量的预测方法和系统，以基于天气及动态增容历史数据的输电导线传输容量对未来的输电导线传输容量进行远期预报。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种输电导线的电能传输容量的预测方法，包括：获取天气预报数据；所述天气预报数据为预测的未来3-24小时的天气数据；对所述天气预报数据进行预处理，得到预处理后的天气预报数据；从已存在的dlr系统中获取历史数据；所述历史数据包括历史天气数据和对应的历史线路动态容量数据(dlr)；将所述预处理后的天气预报数据与所述历史天气数据匹配，得到多个与所述预处理后的天气预报数据相匹配的历史天气数据；并获取所述匹配历史天气数据的历史线路动态容量数据；基于天气预报数据、相匹配的历史天气数据和相匹配的历史天气数据对应的历史线路动态容量数据，得到线路容量预测值(lrf)。

2、进一步的，所述天气数据包括输电导线处的环境温度、日照强度、风速、风向、天空覆盖百分比、降水强度和天气状态。

3、进一步的，所述预处理为对所述天气预报数据进行校正及量化处理。

4、进一步的，所述基于天气预报数据、相匹配的历史天气数据和相匹配的历史天气数据对应的历史线路动态容量数据，得到线路容量预测值，包括：对已存在的dlr系统中的相匹配的历史天气数据、相匹配的历史天气数据对应的历史线路动态容量数据和天气预报数据进行数据统计或机器学习处理，得到所述线路容量预测值。

5、进一步的，还包括：将所述预处理后的天气预报数据和对应的所述线路容量预测值进行存储；将所述天气预报数据和相匹配的历史天气数据以及所述线路容量预测值和相匹配的历史天气数据对应的历史线路动态容量数据可视化处理后形成参照表输出。

6、本发明的目的在于提供一种输电导线的电能传输容量的预测系统，包括天气预报数据获取模块、预处理模块、历史数据获取模块、匹配模块和线路容量预测值计算模块；所述天气预报数据获取模块用于获取天气预报数据；所述天气预报数据为预测的未来3-24小时的天气数据；所述预处理模块用于对所述天气预报数据进行预处理，得到预处理后的天气预报数据；所述历史数据获取模块用于从已存在的dlr系统中获取历史数据；所述历史数据包括历史天气数据和对应的历史线路动态容量数据；所述匹配模块用于将所述预处理后的天气预报数据与所述历史天气数据匹配，得到多个与所述预处理后的天气预报数据相匹配的历史天气数据；并获取所述匹配历史天气数据的历史线路动态容量数据；所述线路容量预测值计算模块用于基于天气预报数据、相匹配的历史天气数据和相匹配的历史天气数据对应的历史线路动态容量数据，得到线路容量预测值。

7、进一步的，所述天气数据包括输电导线处的环境温度、日照强度、风速、风向、天空覆盖百分比、降水强度和天气状态。

8、进一步的，所述预处理为对所述天气预报数据进行校正及量化处理。

9、进一步的，所述线路容量预测值计算模块得到线路容量预测值，包括：不需要建立物理模型，直接基于已存在的dlr系统中的相匹配的历史天气数据、相匹配的历史天气数据对应的历史线路动态容量数据和天气预报数据进行数据统计或机器学习处理，得到所述线路容量预测值。

10、进一步的，还包括传输显示模块；所述传输显示模块用于将所述预处理后的天气预报数据和对应的所述线路容量预测值进行存储；将所述天气预报数据和相匹配的历史天气数据以及所述线路容量预测值和相匹配的历史天气数据对应的历史线路动态容量数据可视化处理后形成参照表输出。

11、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

12、本发明提出的输电导线的电能传输容量的预测方法和系统基于天气预报数据以及dlr系统的历史数据，保证长期(如，3-24h)预报的条件下增加动态增容技术的实用性。

13、本发明提出的输电导线的电能传输容量的预测方法和系统通过直接将dlr系统的历史数据作为参考，使得数据获取便捷，计算得到的lrf值更加可靠准确。

14、本发明提出的输电导线的电能传输容量的预测方法和系统，计算lrf值时无需建立物理模型，可以作为软件应用程序无缝集成到任何dlr系统中，并扩展其功能。

15、本发明中提出的lrf技术优势在于如果线路积累了足够的历史dlr数据，则所提出的lrf方法最终可以独立于dlr的物理设备。因此，即使在移除dlr设备后，应用程序仍能够基于已积累的数据对线路最高容量持续进行预报。

技术特征：

1.一种输电导线的电能传输容量的预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的输电导线的电能传输容量的预测方法，其特征在于，所述天气数据包括输电导线处的环境温度、日照强度、风速、风向、天空覆盖百分比、降水强度和天气状态。

3.根据权利要求1所述的输电导线的电能传输容量的预测方法，其特征在于，所述预处理为对所述天气预报数据进行校正及量化处理。

4.根据权利要求1所述的输电导线的电能传输容量的预测方法，其特征在于，所述基于天气预报数据、相匹配的历史天气数据和相匹配的历史天气数据对应的历史线路动态容量数据，得到线路容量预测值，包括：

5.根据权利要求1所述的输电导线的电能传输容量的预测方法，其特征在于，还包括：

6.一种输电导线的电能传输容量的预测系统，其特征在于，包括天气预报数据获取模块、预处理模块、历史数据获取模块、匹配模块和线路容量预测值计算模块；

7.根据权利要求6所述的输电导线的电能传输容量的预测系统，其特征在于，所述天气数据包括输电导线处的环境温度、日照强度、风速、风向、天空覆盖百分比、降水强度和天气状态。

8.根据权利要求6所述的输电导线的电能传输容量的预测系统，其特征在于，所述预处理为对所述天气预报数据进行校正及量化处理。

9.根据权利要求6所述的输电导线的电能传输容量的预测系统，其特征在于，所述线路容量预测值计算模块得到线路容量预测值，包括：

10.根据权利要求6所述的输电导线的电能传输容量的预测系统，其特征在于，还包括传输显示模块；所述传输显示模块用于将所述预处理后的天气预报数据和对应的所述线路容量预测值进行存储；将所述天气预报数据和相匹配的历史天气数据以及所述线路容量预测值和相匹配的历史天气数据对应的历史线路动态容量数据可视化处理后形成参照表输出。

技术总结
本发明提供了一种输电导线的电能传输容量的预测方法和系统，包括：获取天气预报数据；天气预报数据为预测的未来3‑24小时的天气数据；对天气预报数据进行预处理，得到预处理后的天气预报数据；从已存在的DLR系统中获取历史数据；历史数据包括历史天气数据和对应的历史线路动态容量数据；将预处理后的天气预报数据与历史天气数据匹配，得到多个与预处理后的天气预报数据相匹配的历史天气数据；并获取匹配历史天气数据的历史线路动态容量数据；基于天气预报数据、相匹配的历史天气数据和相匹配的历史天气数据对应的历史线路动态容量数据，得到线路容量预测值；以基于天气及动态增容历史数据的输电导线传输容量对未来的输电导线传输容量进行远期预报。

技术研发人员：李治,牟荣龙
受保护的技术使用者：清华四川能源互联网研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12