發(fā)布時間：2018-02-12 07:17

  本文關鍵詞： 碳纖維復合芯導線 熱路模型 馬爾科夫鏈 粒子群優(yōu)化算法　出處：《南京理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：碳纖維復合芯(ACCC)導線作為一種新型高溫低弧垂導線,與傳統(tǒng)架空導線相比具有重量輕、強度大、耐高溫、弧垂低、導電率高、載流量大、耐腐蝕等優(yōu)點,可解決電力負荷急速增長和輸電走廊選擇困難等問題,是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蛯Ь�之一。然而,由于ACCC導線發(fā)展時間較短,其載流量估計方法研究較少,導致現(xiàn)有ACCC導線線路載流量多由靜態(tài)熱定值法確定,限制了導線輸電能力。因此,為挖掘導線輸電潛力,提高ACCC導線運行的經(jīng)濟性和安全性,本文對ACCC導線載流估計方法展開了相關研究。本文首先研究了IEEE標準模型、IEC標準模型及熱路模型等傳統(tǒng)ACSR導線載流量計算模型,對各模型參數(shù)計算方法進行了對比,并分析了各常用模型的優(yōu)缺點,為ACCC導線熱路模型的建立奠定了理論基礎。隨后,基于熱電類比理論,以ACCC導線為研究對象,建立了ACCC導線熱路模型,并選用粒子群優(yōu)化算法對模型未知參數(shù)進行辨識求解。以國產(chǎn)ACCC-240/35導線為對象,搭建了導線載流溫升實驗平臺,在不同加載電流下,對自然對流條件下的ACCC導線進行了載流溫升實驗和交流電阻測量實驗。結果表明,所提ACCC導線交流電阻計算方法最大誤差小于1.2%,模型計算誤差不超過2.2%,本文建立的ACCC導線熱路模型及其參數(shù)辨識方法能夠有效地確定模型參數(shù),可較準確地描述導線的熱動態(tài)過程,為導線載流量估計提供模型依據(jù)。最后,為解決自然氣象條件下,環(huán)境熱阻隨機擾動對載流量估計精度造成的影響,本文提出了基于熱路模型與馬爾科夫鏈的ACCC導線載流量估計方法。該方法通過對模型等效環(huán)境熱阻序列進行馬爾科夫鏈模擬,能以過載概率的形式確定導線動態(tài)載流量。戶外條件下進行的ACCC導線載流溫升實驗結果表明,所提方法載流量估計值與實測值基本相符。該方法可為ACCC導線輸電能力的挖掘提供基礎,并為ACCC導線線路的安全經(jīng)濟運行提供保障。
[Abstract]:As a new type of high temperature and low sag conductor, carbon fiber composite core ACCC conductor has the advantages of light weight, high strength, high temperature resistance, low sag, high conductivity, high load capacity, corrosion resistance and so on. It can solve the problems such as the rapid increase of power load and the difficulty of selecting transmission corridors, which is one of the most promising new conductors. However, due to the short development time of ACCC conductors, there is less research on the methods of estimating the load current of ACCC conductors. As a result, the current carrier current of ACCC traverse lines is mostly determined by the static caloric method, which limits the transmission capacity of the conductors. Therefore, in order to excavate the transmission potential of the conductors, improve the economy and safety of the ACCC traverse operation, In this paper, the current load estimation methods of ACCC traverse are studied. Firstly, the traditional ACCC traverse current calculation models, such as IEEE standard model and hot path model, are studied, and the calculation methods of each model parameters are compared. The advantages and disadvantages of each common model are analyzed, which lays a theoretical foundation for the establishment of ACCC traverse hot path model. Then, based on thermoelectric analogy theory, taking ACCC conductor as the research object, the ACCC traverse hot path model is established. Particle swarm optimization (PSO) algorithm is used to identify and solve the unknown parameters of the model. Taking the domestic ACCC-240/35 conductors as the object, an experimental platform of conducting current temperature rise is set up under different loading currents. The experiments of current carrying temperature rise and AC resistance measurement of ACCC conductors under natural convection conditions are carried out. The results show that, The maximum error of the proposed method for calculating the AC resistance of ACCC conductors is less than 1.2 and the error of model calculation is less than 2.2. The thermal circuit model of ACCC conductors and its parameter identification method established in this paper can effectively determine the parameters of the model. The thermal dynamic process of conductors can be described more accurately and the model can be used to estimate the carrier flow of conductors. Finally, in order to solve the influence of random disturbance of environmental thermal resistance on the accuracy of carrier flow estimation under natural meteorological conditions, In this paper, a method for estimating the carrier flow of ACCC conductors based on thermal path model and Markov chain is proposed, which simulates the equivalent environmental thermal resistance sequence of the model by Markov chain simulation. The dynamic load rate of the conductor can be determined in the form of overload probability. The experimental results of the current carrying temperature rise of ACCC conductors under outdoor conditions show that, The proposed method is in good agreement with the measured value, which can provide a foundation for the excavation of the transmission capacity of ACCC conductors and guarantee the safe and economical operation of ACCC traverse lines.
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM75

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本文編號：1505079