專利名稱：通過電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的電力線松弛度計算的制作方法
通過電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的電力線松弛度計算技術(shù)領(lǐng)域本申請涉及監(jiān)視和計算輸配電系統(tǒng)中的線路松弛度。
背景技術(shù)：
電力線各段中的導(dǎo)線導(dǎo)體通常被設(shè)計成與植被、建筑物或者其 它物體維持特定間隙以免出現(xiàn)閃絡(luò)。因而，設(shè)計者結(jié)合電力線設(shè)計 來確定最大可接受松弛度的量，其中松弛度的量受各種因素影響， 這些因素比如是(但不限于)導(dǎo)體溫度、環(huán)境溫度、導(dǎo)體材料、導(dǎo) 體重量等。具體而言，當(dāng)電力線有電負荷時，這些線路的溫度隨著 電流增加而增加，從而促成電力線的熱伸長。這一熱伸長造成每電 力線跨距的松弛度增加，該松弛度增加繼而減少導(dǎo)體與下方物體之 間的間隙。近來已經(jīng)在特定電力線跨距本地放置用于通過使用本地測量 來針對這一跨距計算線路松弛度的設(shè)備。例如，可以在感興趣的跨 距放置測量線路張力改變量的機械設(shè)備。這些測量的張力改變量可 以用來計算在特定跨距的線路溫度，該線路溫度又可以用來計算電 力線在該跨距的松弛度。在另一例子中，溫度感測設(shè)備已經(jīng)用來測 量在電力線上特定位置的導(dǎo)體的表面溫度。感測的溫度同樣可以用 來計算取得溫度處的跨距的電力線松弛度。在又 一 例子中，視頻設(shè)備已經(jīng)放置于希望確定松弛度的電力線 跨距附近，從而視頻設(shè)備指向放置于電力線跨距上的反射目標(biāo)。然 后可以分析由視頻設(shè)備產(chǎn)生的圖像，以確定在電力線跨距的松弛度。在一種相似系統(tǒng)中，全球定位系統(tǒng)(GPS)接收才幾已經(jīng);故置于感興趣 的特定電力線跨距上，從而GPS接收器在空間中的位置隨著線路松 弛度改變而相應(yīng)；也改變。盡管對這些系統(tǒng)的使用已經(jīng)證實有效，但是這些系統(tǒng)中的各系統(tǒng)均包括已經(jīng)在感興趣的跨距處本地放置的設(shè)備；因此帶來成本， 因為在感興趣的跨距必須進行對這些設(shè)備的安裝和維護。此外，可 能需要使電力線斷電和停止服務(wù)以便安裝系統(tǒng)的 一個或者多個設(shè) 備。另外，在感興趣的跨距本地定位的這些設(shè)備提供關(guān)于其它跨距的有限信息。發(fā)明內(nèi)容本申請的多個方面涉及這些和其它問題。根據(jù)一個方面， 一種方法包括通過對擴充的狀態(tài)的估計，來 估計線路段中導(dǎo)體線路的電阻，以及至少部分地基于估計的電阻來 計算導(dǎo)體線路的溫度。該方法還包括至少部分地基于計算的溫度來針對線路段中的跨距計算松弛度。根據(jù)另一方面， 一種裝置包括松弛度計算器，至少部分地基 于線路段中導(dǎo)體線路的溫度來針對線路段中的跨距計算松弛度，其 中該溫度至少部分地基于線路段的電阻確定，而該電阻通過組合的 狀態(tài)和參數(shù)估計來確定。根據(jù)又一方面， 一種計算機可讀介質(zhì)包括用于至少部分地基 于線路段中導(dǎo)體線路的估計溫度來針對線路段的跨距計算松弛度的 計算機可執(zhí)行指令，其中該溫度至少部分地基于通過狀態(tài)估計技術(shù) 針對線路段進行的參數(shù)估計來估計。這些指令還包括存儲計算的松 弛度。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解附圖和說明書后，將理解本申請 的更多其它方面。r燈園^凡明在附圖的各圖示中，通過舉例而非限制的方式示出了本申請，在附圖中，相似標(biāo)號表示相似元件

圖1描繪了有助于針對線路段的跨距計算松弛度估計的系統(tǒng)。圖2描繪了代表兩個電網(wǎng)母線之間支路的電路。圖3描繪了線路段的跨距。圖4描繪了用于針對線路段的跨距計算松弛度的方法。
具體實施方式
參照圖1，圖示了用于通過使用一種或者多種擴充的狀態(tài)估計 技術(shù)(例如組合的參數(shù)和狀態(tài)擴充)來計算線路松弛度的框架100。 輸配電系統(tǒng)包括多個變電站、電力線和其它元件102。監(jiān)控和數(shù)據(jù)采 集(SCADA)系統(tǒng)104通過輸入/輸出(I/O)接口，如多個遠程終 端單元(RTU) 106-110,從各種元件102獲取4丈據(jù)。在系統(tǒng)狀態(tài)估 計的場合中，數(shù)據(jù)輸入通常包括母線電壓和支路電流幅值、支路潮 流(power flow)、母線功率注入等。此外，盡管未示出，但是可以 從一個或者多個相量(phasor)測量單元(PMU )獲取相量測量。然 而，應(yīng)理解PMU并非是實現(xiàn)這里描述的方法而必需的。SCADA系統(tǒng)104獲取的數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)儲存庫112中，該數(shù) 據(jù)存儲庫112可以是包含在一個或者多個適當(dāng)計算機可讀介質(zhì)中的 SCADA系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫(RTDB)。數(shù)據(jù)儲存庫112 (或者其它適 當(dāng)數(shù)據(jù)儲存庫)還包括網(wǎng)絡(luò)拓樸114 (包括不可更新的參數(shù))和根據(jù) SCADA系統(tǒng)104獲取的信息(比如斷路器、斷開開關(guān)的狀態(tài)以及變 壓器抽頭的位置)來更新的網(wǎng)絡(luò)模型116。狀態(tài)估計器118利用由 SCADA系統(tǒng)104獲取的數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓樸114和網(wǎng)絡(luò)模型116,以便 例如使用靜態(tài)或者動態(tài)估計技術(shù)來估計輸配電系統(tǒng)的至少 一 部分的 狀態(tài)。另外，狀態(tài)估計器118可以通過迭代或者非迭代方式來估計 輸配電系統(tǒng)的至少 一 部分的狀態(tài)。此外，如下文將更具體描述的那樣，狀態(tài)估計器118用附加未 知變量擴充用于輸配電網(wǎng)絡(luò)中的兩個節(jié)點(母線)之間電力線分段 的狀態(tài)向量(vector,例如擴充所述狀態(tài))，其中該附加未知變量代 表線路段的電阻相對于標(biāo)稱電阻(在網(wǎng)絡(luò)模型116中表示)的改變 量。在一個例子中，標(biāo)稱值可以設(shè)置成零。狀態(tài)估計器118使用擴充的狀態(tài)估計技術(shù)來估計在系統(tǒng)中的電負荷(利用率)改變時狀態(tài)變量和電阻的改變量。電阻改變量和標(biāo)稱電阻值由狀態(tài)估計器118 用來確定線路段中的導(dǎo)體線路的電阻。具體而言，狀態(tài)估計器118 將電阻改變與標(biāo)稱電阻值相加，以確定線路段中的導(dǎo)體導(dǎo)線的電阻 估計量。在一個例子中，如果標(biāo)稱值設(shè)置成零，則狀態(tài)估計器118 可以直接計算線路段中的導(dǎo)體導(dǎo)線的電阻估計量。溫度計算器120 接收導(dǎo)體線路的估計電阻，并且至少部分地基于該電阻來確定導(dǎo)體 線路的溫度。此外，如果未由狀態(tài)估計器118進行直接計算，則溫 度計算器可以進行后處理步驟以確定導(dǎo)體線路的電阻估計量(例如，溫度傳感器120可以將標(biāo)稱電阻與電阻改變量求和)。松弛度計算 器122根據(jù)由溫度計算器120生成的溫度來針對跨距計算松弛度。框架100可以可選地包括記錄器124,該記錄器在計算機可讀 介質(zhì)如數(shù)據(jù)儲存庫112或者其它適當(dāng)介質(zhì)中存儲由松弛度計算器 122生成的松弛度。趨勢器(trender) 126可以分析由松弛度計算器 U8計算的松弛度，并且辨別數(shù)據(jù)中的趨勢。此外，通知器128可以 向操作員或者計算機通知由松弛度計算器122計算的松弛度。例如， 如果松弛度的量在閾值以上，則通知器128可以生成形式為電子郵 件、文本消息、屏幕顯示等的報警。HMI 130可以與SCADA系統(tǒng) 104通信，從而SCADA系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)可以呈現(xiàn)給用戶。除此之外 或者取而代之，HMI 130可以接收由松弛度計算器122計算的松弛 度，并且將這樣的松弛度呈現(xiàn)給操作員。另外，盡管未圖示，但是 一個或者多個相量測量單元(PMU)可以生成針對輸配電系統(tǒng)中的 一個或者多個線路段的相量測量值。這樣的相量測量值可以保持于 數(shù)據(jù)儲存庫112內(nèi)。狀態(tài)估計器118可以使用相量測量值和/或非相 量測量值來估計輸配電系統(tǒng)的 一 部分的狀態(tài)以及估計感興趣的 一 個 或者多個導(dǎo)體線路的電阻。因此，盡管可以使用相量測量值，但是 它們并非狀態(tài)估計器118為了估計一個或者多個導(dǎo)體線路的電阻而 必需的。轉(zhuǎn)到圖2，并參照與通過擴充的狀態(tài)估計技術(shù)(例如對擴充的9狀態(tài)的估計)來估計參數(shù)相關(guān)的更多細節(jié)，常規(guī)狀態(tài)向量x用附加狀態(tài)變量來擴充，該附加狀態(tài)變量代表感興趣的電力線200的各段 的電阻改變，其中c是狀態(tài)向量，該狀態(tài)向量至少包括母線電壓角 度向量6>和母線電壓幅值向量F的向量。然而，理解狀態(tài)向量可以 包括諸如電流角度、電流幅值、功率變量等其它信息。線路200位 于兩個母線或者節(jié)點202與204 (分別為母線A和m)之間。母線 202與204之間可以存在多個跨距，或者單個跨距可以包括線路200 。線路200的阻抗是^^ + /1^,其中出于討論的目的可以假設(shè)線 路的電抗;r fa沒有隨著線路的溫度或者電負荷而明顯地改變。附加狀 態(tài)變量對應(yīng)于母線202與204之間線路200的電阻值改變量A/^ (相 對于網(wǎng)絡(luò)模型116中使用的標(biāo)稱值^ ),從而i ^^^^+A/^。具體而 言，擴充的狀態(tài)向量可以表達為x呵-[Z A/^f。在才丸^f亍同時的狀態(tài) 和參數(shù)估計時，狀態(tài)估計器118(圖1)可以確定i和A^^,它們分別 是對x和Ai^的估計。此外，如根據(jù)上文可知，狀態(tài)估計器118可以相對于輸配電系統(tǒng)中的數(shù)個電力線來確定電阻改變量。狀態(tài)估計器118可以使用各種方式來確定A^^。例如，使用加權(quán)最小二乘法或者卡爾曼濾波器的估計可以與估計輸配電系統(tǒng)的至 少一部分的狀態(tài)和導(dǎo)體線路202的A/^結(jié)合使用。然而將理解，發(fā)明人已設(shè)想到了用于組合的狀態(tài)和參數(shù)估計的任何適當(dāng)方式(靜態(tài)或 動態(tài)方式)，并且這將落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。再次參照圖1,溫度計算器120接收由狀態(tài)估計器118生成的 A^并且從數(shù)據(jù)儲存庫112中的網(wǎng)絡(luò)模型116接收^ (可以是零)。對母線&與m之間導(dǎo)體線路在線路當(dāng)前溫度r,的電阻估計量可以確定如下(1)對線路溫度的估計可以計算如下 廣a ^<formula>formula see original document page 10</formula>其中《是對線路溫度7;的估計，"是熱阻系數(shù)，r。是參考溫度，而&是線路在參考溫度的已知電阻。 一個或者多個參考量可以由導(dǎo)線制造商提供。松弛度計算器122接收估計的溫度《并且針對感興趣的特定跨 距計算松弛度。簡要地參照圖3，通過對特定跨距300的描述來說明 對松弛度計算器122計算的或者松弛度計算器122與確定松弛度結(jié) 合所運用的變量的命名，其中跨距的長度表示為&跨距300包括分 別由兩個支持結(jié)構(gòu)304和306支持的導(dǎo)體線路302。導(dǎo)體線路302 的長度表示為Z,而與跨距300相關(guān)的松弛度表示為D。將理解，物 理電力線通常具有在支持結(jié)構(gòu)304與306之間并行輸送三相功率的 三個導(dǎo)線導(dǎo)體(例如，每相至少一個導(dǎo)線)。在可能的程度上以平 衡方式操作功率系統(tǒng)，并且電力線被設(shè)計成讓用于三相的所有導(dǎo)體 在長度、電阻等方面基本上相似。因此出于本討論的目的，討論一 個導(dǎo)體來代表支持結(jié)構(gòu)304與306之間的復(fù)合電力線就足夠了?；氐綀D1，松弛度計算器122可以在確定線路段102的跨距時 考慮兩個母線之間導(dǎo)體線路的熱膨脹改變量與張力改變量之間的相 互作用。數(shù)據(jù)儲存庫112保持參考溫度r。以及線路段102中特定跨 距的導(dǎo)體部分在參考溫度r。的長度、。長度、反映線路段的張力特征和松弛度特征在參考溫度r。的均衡點。因而，當(dāng)線路溫度f;不同于 參考溫度7;時，希望參照估計的溫度《對均衡張力和松弛度點進行定位。可以針對非零張力對線路長度的影響進行調(diào)節(jié)，以確定這樣的 均衡張力/松弛度點。這一調(diào)節(jié)至少部分地基于對感興趣的跨距的導(dǎo)體線路在參考溫度r。的零張力長度的計算。松弛度計算器122可以確定這一零張力長度如下,—仏、(3) Z7Z,,=L1 + . ru剛，其中/^是線路段中的導(dǎo)體在參考溫度r。的張力，zr、是導(dǎo)體線路在 7;的零張力長度，^c是組成導(dǎo)體部分的材料的楊氏模量，而^是線^各導(dǎo)體的橫截面積。(4) Z\ =,",(5) & = m叫',其中Z^,是對應(yīng)于、的跨距中導(dǎo)體的松弛度的量，是感興趣的跨距 的長度，//,,是對應(yīng)于、的導(dǎo)體部分的張力，而vv是線路段中的導(dǎo)體 材料每單位距離的重量(例如，每英尺的英鎊數(shù))。感興趣的跨距中的導(dǎo)體部分的第 一長度計算如下，其中起初計 算跨距的伸長度/收縮度而未考慮張力(6) zr、 =ztzHt;)); 其中zr、是導(dǎo)體線路在估計溫度f，的長度(對應(yīng)于導(dǎo)體線路在r。的零張力長度)，而"是導(dǎo)體線路材料的熱膨脹(線性)系數(shù)。然而，可 以看出該導(dǎo)體段與張力量關(guān)聯(lián)，因為導(dǎo)體段的長度已經(jīng)改變。松弛度計算器122然后以如下方式計算與W^ —致的第一張力 ____(7) m>:(8) Z77^恥y2其中zrA是對應(yīng)于zr^的跨距的松弛度的量，而^"^是對應(yīng)于zf^的導(dǎo)體線路的第一張力。松弛度計算器122然后計算導(dǎo)體線路的第二長度，其中第二長 度是在(8)中計算的張力的函數(shù)。第二長度計算如下(9) JL,' = 2^1T"丄yjf2J7^ 〕其中、是感興趣的跨距的導(dǎo)體線路在估計溫度《的長度。<formula>formula see original document page 13</formula>其中A是對應(yīng)于、的松弛度的量，而~，是對應(yīng)于』的張力量。 線路中的第 一張力然后更新如下<formula>formula see original document page 13</formula>其中盧是可以經(jīng)驗確定的值，比如約為0.5的值。^&的結(jié)果值然后 可以代入方程(9)中，并且可以重復(fù)方程(9) - ( 12)直至&和、的 值收斂。例如，經(jīng)過兩次迭代，^的值可能沒有被改變特定值，并 且、的值可能沒有被改變某一值。在這些值收斂于指定范圍內(nèi)時， 松弛度計算器122可以輸出對感興趣的跨距的松弛度估計，其中通 過方程(10)計算松弛度。盡管已經(jīng)結(jié)合使用考慮張力對線路長度的影響的方式針對特 定跨距計算松弛度來描述系統(tǒng)100，但是理解其它方式可以用來估計 松弛度。按照一個例子，在來自溫度計算器120的線路段102的平 均溫度給定時，松弛度計算器122可以使用方程(6)來確定特定跨 距Z的導(dǎo)體線路的長度而不考慮張力。在這樣的實例中，27'",=",并 且可以通過使用方程(10)來估計松弛度。此外設(shè)想其它迭代和非迭代方式，并且可以設(shè)想使用獲得電力 線長度、溫度和張力之間關(guān)系的更復(fù)雜模型。例如，可以用二次函 數(shù)替換方程(3) 、 (4) 、 (5)和(6)中的線性關(guān)系。出于簡潔 考慮，將不討論這些更復(fù)雜模型，但是理解，發(fā)明人已設(shè)想這些更 復(fù)雜模型，并且這將落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。在另一例子中，松弛度計算器122可以計算關(guān)于代表兩個母線 (母線A:和m)之間其它跨距的跨距的松弛度，隨后基于代表性跨 距的松弛度來計算母線之間特定跨距的松弛度。眾所周知的(虛擬) 支配跨距(Ruling Span)是這種代表性跨距的例子。繼續(xù)以虛擬支 配跨距為例，虛擬支配跨距的長度可以計算如下(13) & =1 —
其中W是與確定虛擬支配跨距的長度結(jié)合利用的跨距總數(shù)。隨后，
對虛擬支配跨距在參考溫度r。(可以不同于上述參考溫度)的松弛
度估計可以計算如下
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中&,'的值已知是先驗的。
'%和的結(jié)果值可以代入以下方程中，以確定支配跨距中的 導(dǎo)體線路在參考溫度的長度
(15) ^^T^" + '、
支配跨距中的導(dǎo)體線路在溫度計算器120計算的溫度的長度然后可 以確定如下
其中p是導(dǎo)體材料的熱膨脹系數(shù)，該膨脹系數(shù)取決于溫度7;的值。
取而代之，松弛度計算器122可以利用上述方式(其中考慮張力) 確定關(guān)于虛擬支配跨距的導(dǎo)體線路在測量/計算的溫度的長度。
支配跨距在給定的由溫度計算器120確定的溫度下的松弛度 可以根據(jù)(虛擬支配跨距的)導(dǎo)體線路在估計溫度的長度和虛擬支 配跨距的長度而確定如下
<formula>formula see original document page 14</formula>
松弛度計算器122然后可以至少部分地基于虛擬支配跨距的 計算松弛度，針對母線A:與m之間的任何特定跨距z'來計算松弛度
<formula>formula see original document page 14</formula>
由上可見，松弛度計算器122可以根據(jù)通過同時的狀態(tài)和參數(shù) 估計以及儲存庫112內(nèi)保持的感興趣的線路的參數(shù)所確定的對兩個母線之間導(dǎo)體線路的溫度估計來計算松弛度。因此，松弛度計算器 1 22進行的計算并非必然依賴于來自在特定跨距本地固定的設(shè)備的 數(shù)據(jù)。換而言之，可以針對多個跨距計算松弛度而無需在感興趣的
每個跨距放置專用設(shè)備。此外，松弛度計算器122可以在計算感興 趣的跨距的松弛度時考慮導(dǎo)體的機械爬行(creep)。
由松弛度計算器122生成的計算松弛度可以由記錄器124接 收，該記錄器在數(shù)據(jù)儲存庫112、另一數(shù)據(jù)儲存庫(未示出)內(nèi)記錄 對松弛度的計算結(jié)果或者將計算的松弛度分布于數(shù)個數(shù)據(jù)儲存庫。 記錄器124可以按照時間、 一個或多個母線、跨距等將松弛度的計 算結(jié)果編索引。趨勢器126分析索引的數(shù)據(jù)并且例如基于當(dāng)前計算 的松弛度和先前計算的松弛度、對應(yīng)溫度、感興趣的電力線上的當(dāng) 前負荷、感興趣的電力線上的預(yù)期負荷、溫度隨時間的改變量等， 來生成對松弛度的預(yù)測。趨勢器126可以與辨別記錄的數(shù)據(jù)中的模 式相結(jié)合來運用各種機器學(xué)習(xí)技術(shù)和系統(tǒng)，這些技術(shù)和系統(tǒng)除了其 它技術(shù)和系統(tǒng)之外還包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(SVM)、貝 葉斯網(wǎng)絡(luò)、k-最近鄰居技術(shù)。
通知器128也接收由松弛度計算器122計算的松弛度，并且如 果例如計算的松弛度在閾值以上則通知操作員。在另一例子中，通 知器128可以時常通過HMI 130將通知發(fā)送到操作員。此外，盡管 未這樣圖示，但是通知器128可以與趨勢器126通信，并且可以基 于由趨勢器126確定的模式或者由趨勢器126輸出的預(yù)測而將通知 發(fā)送至J HMI 130。由通知器128豐lr出的通知可以；K壬4可適當(dāng)通知， 這些通知包括電子郵件、文本消息、語音消息、報警等。
此外，盡管表示為在SCADA系統(tǒng)104外部，但是將理解至少 狀態(tài)估計器118、溫度計算器120和松弛度計算器122可以放置于 SCADA系統(tǒng)104和/或能量管理系統(tǒng)(EMS)內(nèi)。換而言之，SCADA 系統(tǒng)和EMS系統(tǒng)可以被設(shè)計成包括結(jié)合狀態(tài)估計器118、溫度計算 器120和松弛度計算器122描述的功能。例如， 一種這樣的實施在 能量管理系統(tǒng)應(yīng)用內(nèi)嵌入狀態(tài)估計器118、溫度計算器120和松弛度將理解這里示出和描述的模塊可以是硬件、軟件或者其組合。 例如，模塊可以是保持于設(shè)備的存儲器內(nèi)可由訪問該存儲器的處理 器執(zhí)行的計算機程序。此外，如權(quán)利要求書中使用的那樣，術(shù)語裝
置旨在于涵蓋參照單個過程(例如松弛計算器122的功能)來進行
分布式計算的數(shù)個計算設(shè)備以及執(zhí)行過程的單個計算設(shè)備。
現(xiàn)在參照圖4,圖示了用于針對感興趣的跨距計算松弛度的方 法400。盡管出于簡化說明的目的將該方法表示和描述為一連串動 作，但是應(yīng)理解和認識到要求保護的主題內(nèi)容將不受這些動作的執(zhí) 行順序所限制，因為 一 些動作可以按照與這里示出和描述的順序不 同的順序出現(xiàn)或者與其它動作并行地出現(xiàn)。另外，可能并非所有圖 示的動作是實施根據(jù)所附權(quán)利要求書所述的方法所必須的。
在402,獲取與輸配電系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)，其中該數(shù)據(jù)可以包括 針對各個母線段的變壓器抽頭位置、斷路器和斷開開關(guān)的狀態(tài)、支
路潮流測量、負荷測量、電壓量值測量等。在404,如果適當(dāng)則取得 并更新網(wǎng)絡(luò)模型和/或網(wǎng)絡(luò)拓樸。在406至少部分地基于獲取的數(shù)據(jù) 以及取得的網(wǎng)絡(luò)模型和/或拓樸，與確定線路段中的導(dǎo)體線路的電阻 結(jié)合，針對兩個特定母線之間的線路段進行參數(shù)估計。在一個例子 中，可以與參數(shù)估計結(jié)合利用迭代狀態(tài)估計技術(shù)。
在408,根據(jù)確定的電阻來計算導(dǎo)體線路的溫度，并且在410， 至少部分地基于計算的溫度來計算針對線路段中某一跨距的松弛 度。在412;記錄一個或者多個計算的松弛度，并且在414，分析計 算的松弛度以確定其中的趨勢。在416，向操作員通知一個或者多個 計算的松弛度或者趨勢。
這里描述的指令可以保持于一個或者多個計算設(shè)備的存儲器 內(nèi)并且由一個或者多個處理器執(zhí)行。此外，計算的松弛度估計可以 存儲于監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)(EMS)或 者在輸配電系統(tǒng)中利用的其它適當(dāng)系統(tǒng)上。此外，計算的松弛度估 計可以存儲于諸如個人數(shù)字助理、個人計算機、服務(wù)器等用戶設(shè)備上，并且可以輸出到監(jiān)視器、打印機、揚聲器等。
當(dāng)然，在閱讀和理解前文描述后將會想到多種修改和變更。本
意在于將本發(fā)明理解為包括所附權(quán)利要求書或者其等效含義的范圍 內(nèi)所有這樣的修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種計算機實施的方法，包括以下計算機可執(zhí)行動作通過估計擴充的狀態(tài)，來估計線路段中的導(dǎo)體線路的電阻；至少部分地基于所述估計的電阻來計算所述導(dǎo)體線路的溫度；以及至少部分地基于所述計算的溫度來針對所述線路段中的跨距計算松弛度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，估計所述導(dǎo)體線路的電 阻包括根據(jù)網(wǎng)絡(luò)模型中保持的標(biāo)稱值來估計電阻改變。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括更新網(wǎng)絡(luò)模型，其中至 少部分地基于所述網(wǎng)絡(luò)模型中的參數(shù)來估計所述電阻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述擴充的狀態(tài)估計技 術(shù)是迭代估計技術(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，估計所述導(dǎo)體線路的電 阻包括使用卡爾曼濾波器來進行狀態(tài)估計。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，估計所述導(dǎo)體線路的電 阻包括估計輸配電系統(tǒng)的狀態(tài)，并且其中所述擴充的狀態(tài)估計技 術(shù)用來確定所述導(dǎo)體線路的電阻改變。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，針對所述跨距計算所述 松弛度包括至少部分地基于所述跨距中的所述導(dǎo)體線路的熱膨脹 與張力之間的關(guān)系，來針對所述跨距計算所述松弛度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，針對所述跨距計算所述 松弛度包括根據(jù)所述跨距中的所述導(dǎo)體線路在參考溫度的已知長 度和所述電力線導(dǎo)體的橫截面積，來計算所述跨距中的所述導(dǎo)體線 路在所述參考溫度的零張力長度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，針對所述跨距計算所述 松弛度包括根據(jù)所述跨距中的所述導(dǎo)體線路在所述參考溫度的所 述零張力長度、所述導(dǎo)體線路的材料的熱膨脹系數(shù)和所述參考溫度與所述接收的溫度之差，來計算所述跨距中的所述導(dǎo)體線路在所述 接收的溫度的第一長度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，針對所述跨距計算所 述松弛度包括至少部分地基于所述導(dǎo)體線路每單位長度的重量、 所述跨距的長度和所述跨距中的所述導(dǎo)體線路的所述計算的第 一長 度，來計算所述跨距中的所述導(dǎo)體線路在所述接收的溫度的第 一 張力。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，針對所述跨距計算所 述松弛度包括根據(jù)所述第一長度、所述第一張力和所述導(dǎo)體線路 的橫截面積，來計算所述跨距中的所述導(dǎo)體線路在所述接收的溫度 的第二長度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中針對所述跨距計算所述 松弛度包括根據(jù)所述第二長度來計算所述跨距在所述接收的溫度的松弛度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中針對所述跨距計算所述 松弛度包括根據(jù)所述跨距的所述計算的松弛度、所述第二長度和 所述導(dǎo)體線路每單位長度的重量，來計算所述跨距中的所述導(dǎo)體線 路的第二張力。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中針對所述跨距計算所述 松弛度包括根據(jù)所述第一張力和所述第二張力來更新所述跨距中 的所述導(dǎo)體線路在所述接收的溫度的所述第一張力。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括至少部分地基于對輸 配電系統(tǒng)的子集的狀態(tài)估計，來針對所述輸配電系統(tǒng)中的多個跨距 計算多個松弛度。
16. —種裝置，包括松弛度計算器，用以至少部分地基于線路段中的導(dǎo)體線路的溫 度來針對所述線路段中的跨距計算松弛度，其中，所述溫度至少部 分地基于通過組合的狀態(tài)和參數(shù)估計而確定的線路段的電阻來確定。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，還包括溫度計算器，用以 至少部分地基于所述電阻來確定所述導(dǎo)體線路的溫度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，還包括狀態(tài)估計器，用以 通過組合的狀態(tài)和參數(shù)估計來計算所述電阻。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，還包括監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)，用以獲取用于所述線路段的數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)由所述狀態(tài)估 計器用來計算所述電阻。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述狀態(tài)估計器包括狀 態(tài)向量中的變量，所述變量代表所述導(dǎo)體線路的電阻相對于保持的 電阻值的差。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述松弛度計算器針對 虛擬支配跨距計算松弛度。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述松弛度計算器根據(jù) 針對所述虛擬支配跨距的所述松弛度，來針對所述跨距計算所述松弛度。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，還包括記錄器，用以隨著 時間記錄由所述松弛度計算器計算的多個松弛度。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，還包括趨勢器，用以辨別 由所述記錄器記錄的數(shù)據(jù)的趨勢。
25. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，還包括通知器，用以將通 知發(fā)送到操作員，其中所述通知至少部分地基于由所述松弛度計算 器計算的所述松弛度。
26. —種包括計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀介質(zhì)，所述計算 機可執(zhí)行指令用于至少部分地基于線路段中的導(dǎo)體線路的估計溫度，來針對所述 線路段的跨距計算松弛度，其中至少部分地基于通過狀態(tài)估計技術(shù) 相對于所述線路段進行的參數(shù)估計來估計所述溫度；以及存儲所述計算的松弛度。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括用于通過狀態(tài)估計技術(shù)來計算對所述線路段中的所述導(dǎo)體線路的電阻估計值 的計算機可執(zhí)行指令。
全文摘要
一種松弛度計算器(122)至少部分地基于線路段中的導(dǎo)體線路的溫度來針對一段電力線的跨距計算松弛度。溫度計算器(120)通過計算電阻來確定溫度，該電阻是通過由狀態(tài)估計器(118)執(zhí)行的擴充(augmented)的狀態(tài)估計技術(shù)來確定的。監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)(104)獲取由狀態(tài)估計器(118)用來計算電阻的數(shù)據(jù)。
文檔編號H02J3/00GK101632211SQ200880007813
公開日2010年1月20日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月5日
發(fā)明者E·肖爾茨, J·D·芬尼, R·努奎 申請人:Abb研究有限公司