Dynamic Evaluation of Ampacity Limit for Transmission Line Based on Model Calibration

Yu HOU; Wei WANG; Zheng WEI; Xiaojun DENG; Xiaoxu YANG; Ke ZHANG

doi:10.7500/AEPS20200829003

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Dynamic Evaluation of Ampacity Limit for Transmission Line Based on Model Calibration

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Dynamic Evaluation of Ampacity Limit for Transmission Line Based on Model Calibration
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 13, Pages: 159-166(2021)
- 作者机构：
  
  1.南瑞集团公司（国网电力科学研究院），江苏省南京市 211106
  2.安徽南瑞继远电网技术有限公司，安徽省合肥市 230088
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20200829003
  CLC：
- Received：29 August 2020，
  
  Revised：2020-12-30，
  
  Published Online：18 February 2021，
  
  Published：10 July 2021
- 稿件说明：
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侯宇,王伟,韦徵等.基于模型校核的输电线路载流量限额动态评估[J].电力系统自动化,2021,45(13):159-166.

HOU Yu,WANG Wei,WEI Zheng,et al.Dynamic Evaluation of Ampacity Limit for Transmission Line Based on Model Calibration[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(13):159-166.
侯宇,王伟,韦徵等.基于模型校核的输电线路载流量限额动态评估[J].电力系统自动化,2021,45(13):159-166. DOI： 10.7500/AEPS20200829003.

HOU Yu,WANG Wei,WEI Zheng,et al.Dynamic Evaluation of Ampacity Limit for Transmission Line Based on Model Calibration[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(13):159-166. DOI： 10.7500/AEPS20200829003.

摘要

急剧增长的用电需求和高比例可再生能源发电并网给现有输电系统带来了较大压力。动态增容技术是提升线路输送能力的经济有效的手段，但受数据采集精度、计算模型参数时变特征等影响，现有动态增容系统在实际应用中仍存在计算精度不足、可靠性偏低等问题。为降低数据采集质量和载流量模型精度对动态增容技术可靠性的影响，提出并构建了一种基于实时闭环校核的载流量及弧垂计算模型修正方法。结合数值天气预报，进一步提出了一种输电线路载流量限额动态评估方案，在动态校核载流量和弧垂计算模型的基础上，实现对实时和预测载流量限额的滚动修正。最后，通过实际工程案例验证了模型校核方法和载流量限额动态评估方案的正确性和可行性。

Abstract

Rapidly increasing electricity demand and access of high-penetration renewable energy generation have put great pressure on the existing transmission system. Dynamic line rating technology is an economic and effective way to improve transmission capacity of transmission lines. However

affected by accuracy of data acquisition

time-varying characteristics of calculation model parameters

etc.

existing dynamic line rating systems still have some problems in practical applications

such as insufficient calculation accuracy and low reliability. To reduce the influence of data acquisition quality and ampacity model accuracy on the reliability of dynamic line rating technology

a correction method of ampacity and sag calculation model based on real-time closed-loop calibration is proposed and constructed. Furthermore

combined with the numerical weather forecasting

a dynamic evaluation scheme of transmission line ampacity limit is proposed. Based on the dynamic calibration of the ampacity and sag calculation model

the rolling correction of the real-time and predicted ampacity limit is realized. Finally

the correctness and feasibility of the model calibration method and the dynamic evaluation scheme of the ampacity limit are verified through an actual engineering case.

关键词

Keywords

references

RAHMAN M ， ATCHISON F ， CECCHI V . Grid integration of renewable energy sources： utilization of line thermal behavior ［C］// SoutheastCon 2019， April 11 - 14 ， 2019 ， Huntsville ， USA ： 1 - 7 .

RÁCZ L ， SZABÓ D ， GÖCSEI G ， et al . Grid management technology for the integration of renewable energy sources into the transmission system ［C］// 2018 7th International Conference on Renewable Energy Research and Applications （ICRERA）， October 14 - 17 ， 2018 ， Paris， France： 612 - 617 .

程耀华，张宁，王佳明，等 . 面向高比例可再生能源并网的输电网规划方案综合评价［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 3 ）： 33 - 42 .

CHENG Yaohua ， ZHANG Ning ， WANG Jiaming ， et al . Comprehensive evaluation of transmission network planning for integration of high-penetration renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 3 ）： 33 - 42 .

顾晓荣，方勇杰，薛禹胜 . 柔性交流输电系统稳定控制综述［J］. 电力系统自动化， 1999 ， 23 （ 12 ）： 50 - 56 .

GU Xiaorong ， FANG Yongjie ， XUE Yusheng . A survey on stability control in flexible AC transmission systems ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 1999 ， 23 （ 12 ）： 50 - 56 .

徐雨田，刘涤尘，黄涌，等 . 用于提高输电均衡性的DPFC优化配置方法［J］. 电力系统保护与控制， 2018 ， 46 （ 9 ）： 94 - 102 .

XU Yutian ， LIU Dichen ， HUANG Yong ， et al . DPFC optimization configuration strategy for increasing transmission equilibrium ［J］. Power System Protection and Control ， 2018 ， 46 （ 9 ）： 94 - 102 .

张倩，丁津津，张道农，等 . 基于集群划分的高渗透率分布式系统无功优化［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 3 ）： 130 - 137 .

ZHANG Qian ， DING Jinjin ， ZHANG Daonong ， et al . Reactive power optimization of high-penetration distributed generation system based on clusters partition ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 3 ）： 130 - 137 .

杨明，罗隆福 . 计及风电与负荷不确定性的电力系统无功随机优化调度［J］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 19 ）： 134 - 141 .

YANG Ming ， LUO Longfu . Stochastic optimal reactive power dispatch in a power system considering wind power and load uncertainty ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 19 ）： 134 - 141 .

VASILYEV P F ， NESTEROV A S ， MALEEVA E I . Increasing the capacity of the double-circuit transmission line in emergency mode ［C］// 2019 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies （FarEastCon）， October 1 - 4 ， 2019 ， Vladivostok， Russia： 1 - 3 .

赵越，许建中，赵成勇，等 . 基于架空线的城市电网紧凑化输电增容方案［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 2 ）： 121 - 126 .

ZHAO Yue ， XU Jianzhong ， ZHAO Chengyong ， et al . An overhead line based compact transmission scheme for increasing capacity in city network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 2 ）： 121 - 126 .

DOUGLASS D A ， EDRIS A A . Field studies of dynamic thermal rating methods for overhead lines ［C］// 1999 IEEE Transmission and Distribution Conference ， April 11 - 16 ， 1999 ， New Orleans， USA： 842 - 851 .

DOUGLASS D A ， LAWRY D C ， EDRIS A A ， et al . Dynamic thermal ratings realize circuit load limits ［J］. IEEE Computer Applications in Power ， 2000 ， 13 （ 1 ）： 38 - 44 .

DOUGLASS D A ， EDRIS A A . Real-time monitoring and dynamic thermal rating of power transmission circuits ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 1996 ， 11 （ 3 ）： 1407 - 1418 .

IEEE standard for calculating the current-temperature relationship of bare overhead conductors： IEEE Std 738—2012 ［S］. 2013 .

Thermal behaviour of overhead conductors ： TB 207—2002 ［S］. 2002 .

Overhead electrical conductors—calculation methods for stranded bare conductors ： IEC/TR 61597—1995 ［S］. 1995 .

SZABÓ D . Development of dynamic line rating system ［D］. Budapest ： Budapest University of Technology and Economics ， 2019 .

戴沅，聂耸，程养春，等 . 输电线路动态增容载流量计算模型综述［J］. 广东电力， 2012 ， 25 （ 11 ）： 51 - 56 .

DAI Yuan ， NIE Song ， CHENG Yangchun ， et al . Review of ampacity computation model of transmission line’s dynamic capacity-increase ［J］. Guangdong Electric Power ， 2012 ， 25 （ 11 ）： 51 - 56 .

MORROW D J ， FU J ， ABDELKADER S M . Experimentally validated partial least squares model for dynamic line rating ［J］. IET Renewable Power Generation ， 2014 ， 8 （ 3 ）： 260 - 268 .

FU Jiao ， ABDELKADER S ， MORROW D J ， et al . Partial least squares modelling for dynamic overhead line ratings ［C］// 2011 IEEE Trondheim PowerTech ， June 19 - 23 ， 2011 ， Trondheim， Norway： 1 - 6 .

AZNARTE J L ， SIEBERT N . Dynamic line rating using numerical weather predictions and machine learning： a case study ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2017 ， 32 （ 1 ）： 335 - 343 .

MADADI S ， MOHAMMADI-IVATLOO B ， TOHIDI S . Dynamic line rating forecasting based on integrated factorized ornstein-uhlenbeck processes ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2020 ， 35 （ 2 ）： 851 - 860 .

应展烽，徐捷，张旭东，等 . 基于脉动参数热路模型的架空线路动态增容风险评估［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 23 ）： 89 - 95 .

YING Zhanfeng ， XU Jie ， ZHANG Xudong ， et al . Risk assessment of dynamic overhead lines rating based on thermal circuit model considering pulsating characteristic of parameters ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 23 ）： 89 - 95 .

RÁCZ L ， NEMETH B . Investigation of dynamic electricity line rating based on neural networks ［J］. Energetika ， 2018 ， 64 （ 2 ）： 74 - 83 .

RÁCZ L ， SZABÓ D ， NEMETH B ， et al . Application of Monte Carlo methods in probability-based dynamic line rating models ［C］// 10th Advanced Doctoral Conference on Computing ， Electrical and Industrial Systems， May 8 - 10 ， 2019 ， Caparica， Portugal： 115 - 124 .

RINGELBAND T ， SCHÄFER P ， MOSER A . Probabilistic ampacity forecasting for overhead lines using weather forecast ensembles ［J］. Electrical Engineering ， 2013 ， 95 （ 2 ）： 99 - 107 .

丁希亮，韩学山，张辉，等 . 电热协调潮流及输电线路温度的变化过程分析［J］. 中国电机工程学报， 2008 ， 28 （ 19 ）： 138 - 144 .

DING Xiliang ， HAN Xueshan ， ZHANG Hui ， et al . Analysis on electrothermal coordination power flow and transmission line temperature variation process ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2008 ， 28 （ 19 ）： 138 - 144 .

黄新波 . 输电线路在线监测与故障诊断［M］. 北京：中国电力出版社， 2008 .

HUANG Xinbo . Online monitoring and fault diagnosis of transmission lines ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2008 .

邵天晓 . 架空送电线路的电线力学计算［M］. 北京：中国电力出版社， 2003 .

SHAO Tianxiao . Electric wire mechanics calculation of overhead transmission line ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2003 .

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