電力傳送系統(tǒng)熱模型研究.pdf

1、為應(yīng)對(duì)氣候變化、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，世界各國(guó)紛紛推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，可再生能源得到大力發(fā)展，其中風(fēng)能和太陽(yáng)能的發(fā)展尤為迅速。盡管風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景，但以傳統(tǒng)能源為主的現(xiàn)有電力系統(tǒng)尚不能完全滿足這些波動(dòng)性能源的安全高效傳輸要求。精確的電纜系統(tǒng)熱模型是控制電纜系統(tǒng)安全高效傳送電力的一個(gè)重要基礎(chǔ)，故受四川省人力資源和社會(huì)保障廳項(xiàng)目“強(qiáng)陣發(fā)性電能傳送方法的研究”（川財(cái)教[2013]203號(hào)）、教育部項(xiàng)目“強(qiáng)時(shí)陣性電力的高效傳

2、送研究”（Z2012015）和四川省教育廳項(xiàng)目“隨機(jī)時(shí)發(fā)性電力的高效率傳送研究”（13ZA0025）等項(xiàng)目的資助，本文開始了電力傳送系統(tǒng)熱模型的研究。
　　本文首先介紹了電纜的類型及結(jié)構(gòu)、敷設(shè)方式和傳熱模式，這些因素與電纜的熱溫度場(chǎng)息息相關(guān)。在此基礎(chǔ)上分析、對(duì)比了基于傳熱學(xué)原理建立的傳熱學(xué)模型，基于電纜等效熱路與電路相似類比建立的熱網(wǎng)絡(luò)模型，基于有限元分析導(dǎo)熱微分方程的有限元模型。然后研究了熱網(wǎng)絡(luò)模型中參數(shù)的計(jì)算方法，根據(jù)電纜的結(jié)

3、構(gòu)、材料以及敷設(shè)條件，利用IEC標(biāo)準(zhǔn)可計(jì)算出其熱特征參數(shù)，但其誤差較大且難以滿足電力傳送控制要求。為此提出了一種基于遞推回歸法分析熱特征參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法。接著根據(jù)建立的電力傳送系統(tǒng)熱網(wǎng)絡(luò)模型，分析其數(shù)學(xué)模型及熱階躍響應(yīng)，推導(dǎo)出電力傳送系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)剖分層的溫度與電力系統(tǒng)熱特征參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式，為便捷、經(jīng)濟(jì)、無(wú)機(jī)械損傷地獲取這些特征參數(shù)奠定了基礎(chǔ)。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基于遞推回歸法分析熱模型特征參數(shù)的可行性和精度，同時(shí)利用 Matlab軟件

4、仿真驗(yàn)證所推導(dǎo)的電力傳送系統(tǒng)熱網(wǎng)絡(luò)模型的階躍響應(yīng)數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式的正確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：基于遞推回歸法分析的熱特征參數(shù)計(jì)算的電纜各結(jié)構(gòu)剖分層溫度的最大絕對(duì)誤差、平均絕對(duì)誤差、絕對(duì)誤差的方差均比使用IEC標(biāo)準(zhǔn)的小，具有較高的分析精度；利用推導(dǎo)的電力傳送系統(tǒng)熱網(wǎng)絡(luò)模型的階躍響應(yīng)數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式計(jì)算的電纜各結(jié)構(gòu)剖分層溫度與電力傳送系統(tǒng)熱網(wǎng)絡(luò)模型仿真所得溫度最大誤差在0.04℃以內(nèi)，具有較高的精確性，能夠根據(jù)該數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式分析電力傳送系統(tǒng)熱模型。