Анализ длительно допустимых токов и потерь активной мощности в воздушных линиях электропередачи с учетом климатических факторов

Представлены формулы для расчета длительно допустимых токов и потерь активной мощности для воздушных линий электропередачи в условиях естественной и вынужденной конвекции для изолированных и неизолированных проводников. Корректное определение максимальных токовых нагрузок играет важную роль в эффективном использовании нагрузочной способности линий электропередачи, а уточнение расчета потерь активной мощности является основой для повышения экономичности передачи энергии. Полученные результаты могут быть использованы при выборе мероприятий, направленных на увеличение пропускной способности воздушных линий и снижение потерь энергии.

1. Energy Outlook 2022 // bp. URL: https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/energy-outlook/bp-energy-outlook-2022.pdf (дата обращения: 27.03.2023).

2. World Energy Outlook 2022 // International energy agency. URL: https://ru.usembassy.gov/wp-content/uploads/sites/138/WorldEnergyOutlook20221.pdf (дата обращения: 27.03.2023).

3. Masaud T. M., El-Saadany E. F. Optimal Wind DG Integration for Security Risk-Based Line Overload Enhancement: A Two Stage Approach // IEEE Access. 2020. Vol. 8. P. 11939–11947. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2965157.

4. Воротницкий В. Э., Могиленко А. В. Снижение потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях: Сравнительный анализ зарубежного и отечественного опыта. Часть 1 // Библиотечка электротехника. 2021. № 4-5. DOI: 10.34831/EP.2021.268.4.001.

5. Воротницкий В. Э., Могиленко А. В. Снижение потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях: Сравнительный анализ зарубежного и отечественного опыта. Часть 2. // Библиотечка электротехника. 2021. № 11-12. DOI: 10.34831/EP.2021.275.11.001.

6. Воротницкий В. Э., Могиленко А. В. Снижение потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях: cравнительный анализ зарубежного и отечественного опыта: моногр. Москва: Инфра-Инженерия, 2023. 308 с. ISBN 978-5-9729-1388-6.

7. Dève H. E. Importance of materials in composite conductors // Electric Power Systems Research. 2019. Vol. 172. P. 290–295. DOI: 10.1016/j.epsr.2019.03.022.

8. Fan F., Bell K., Infield D. Transient-state real-time thermal rating forecasting for overhead lines by an enhanced analytical method // Electric Power Systems Research. 2018. Vol. 167. P. 213–221. DOI: 10.1016/j.epsr.2018.11.003.

9. Bedialauneta M. T., Albizu I., Fernandez E. [et al.]. Uncertainties in the Testing of the Coefficient of Thermal Expansion of Overhead Conductors // Energies. 2020. Vol. 13, no. 2. P. 1–13. DOI: 10.3390/en13020411.

10. Martinez R., Manana M., Arroyo A. [et al.]. Dynamic Rating Management of Overhead Transmission Lines Operating under Multiple Weather Conditions // Energies. 2021. Vol. 14, no. 4. P. 59–63. DOI: 10.3390/en14041136.

11. Об утверждении Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года: распоряжение Правительства Российской Федерации от 9 июня 2020 г. № 1523-р. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс».

12. Varygina A. O., Savina N. V. Specification of the Method for Calculating the Long-Term Permissible Current of Overhead Line Conductors // 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2020. P. 1–8. DOI: 10.1109/ICIEAM48468.2020.9112085.

13. Iglesias J., Watt G., Douglass D. Guide for Thermal Rating Calculations of Overhead Lines // CIGRE. 2014. 95 p.

14. IEEE Standard for Calculating the Current-Temperature Relationship of Bare Overhead Conductors // IEEE. 2013. DOI: 10.1109/IEEESTD.2013.6692858.

15. СТО 56947007-29.240.55.143-2013. Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям сохранения механической прочности проводов и допустимых габаритов воздушных линий. Стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС». Введ. 2013–02–13. Москва: ОАО «ФСК ЕЭС», 2013. 42 с.

16. Karimi S., Musilek P., Knight A. M. Dynamic thermal rating of transmission lines: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. Vol. 91. P. 600–612. DOI: 10.1016/j.rser.2018.04.001.

17. Hathout I., Callery K., Trac J. [et al.]. Impact of Thermal Stresses on the End of Life of Overhead Transmission Conductors // 2018 IEEE Power & Energy Society General Meeting (PESGM). 2018. P. 1–5. DOI: 10.1109/PESGM.2018.8586574.

18. Morteza A., Sadipour M., Fard R. S. [et al.]. A dagging-based deep learning framework for transmission line flexibility assessment // IET Renewable Power Generation. 2022. Vol. 17, no. 5. P. 1092–1105. DOI: 10.1049/rpg2.12663.

19. Sarajlić M., Pihler J., Sarajlić N. [et al.]. Identification of the Heat Equation Parameters for Estimation of a Bare Overhead Conductor’s Temperature by the Differential Evolution Algorithm // Energies. 2018. Vol. 11. P. 1–17. DOI: 10.3390/en11082061.

20. Петрова Е. В. Оценка влияния солнечной радиации на нагрузочные потери активной мощности в высокотемпературных и самонесущих изолированных проводах линий электропередачи // Известия Транссиба. 2019. № 3 (39). С. 134–145.

21. Железко Ю. С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: руководство для практических расчетов. Москва: ЭНАС, 2016. 456 с. ISBN 978-5-93196-958-9.

22. Петрова Е. В. Расчет потерь электрической энергии и допустимых значений тока в высокотемпературных и самонесущих изолированных проводах воздушных линий электроэнергетических систем в условиях естественной конвекции с учетом погодных факторов: свидетельство о регистрации программы для ЭВМ // Реестр программ для ЭВМ. № 2019619360 от 16.07.2019.

23. Петрова Е. В. Определение потерь электрической энергии и допустимых значений тока в высокотемпературных и самонесущих изолированных проводах воздушных линий с учетом погодных изменений: свидетельство о регистрации программы для ЭВМ // Реестр программ для ЭВМ. № 2019660200 от 02.08.2019.

24. Goryunov V. N., Girshin S. S., Kuznetsov E. A. [et al.]. A Mathematical Model of Steady-State Thermal Regime of Insulated Overhead Line Conductors // 2016 IEEE 16th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC). 2016. DOI: 10.1109/EEEIC.2016.7555481.

25. Gómez F. Á., María J. M., Puertas D. G. [et al.]. Numerical study of the thermal behaviour of bare overhead conductors in electrical power lines // World Scientific and Engineering Academy and Society (WSEAS). 2011. P. 149–153.