论文摘要
随着我国经济建设的飞速发展,电力需求也越来越大,虽然近几年电源建设步伐加快,但由于电力生产和消费的集中地分布不平衡,并且电网发展速度明显滞后于电源建设,这样电网输电能力不足问题更显突出。为了防止线路负荷增加时产生的过热故障,输送的额定容量制定了线路静态热容量极限值。但运行经验表明,这种极限值是保守地基于最恶劣气象条件下（如晴天高温、无风等）,为维持线路对地的安全距离而得出的。因此,根据实际的气象条件和对线路参数的实时监测,动态提高输电线路输送容量是可行的。本文重点介绍了动态提高输电线路容量（Dynamic Line System, DLR）在线监测系统的数据采集终端,该系统基于C8051F040单片机,全天候实时监测线路张力以及风速、风向、环境温度和辐射温度等与线路容量相关的气候信息。本文首先分析了动态提高输电线路容量的背景和意义,并进行了方案可行性分析,认为目前动态提高输电线容量系统在技术上和市场上都是可行的,并且具有巨大的经济效益和广阔的市场前景。同时分析了国内外研究现状,目前国内的监测装置都是基于导线测温装置,本文提出的DLR技术是通过在线测量线路张力、气象条件（如日照、环境温度、风速风向等）计算导线温度,实时计算线路载流能力,并根据电网安全稳定运行条件决定该线路可以输送的容量,还可以实现线路的容量预测。另外,文中介绍了DLR系统的处理流程,论述了基于张力测量的导线张力-弧垂计算模型,实现线路弧垂实时监测,并介绍了计算导线温度的两种方法。目前导线容量的计算一般采用热平衡方程,文中介绍了热平衡方程的两个模型:气候模型和导线温度模型,并按照IEEE 738标准和我国《电力工程电气设计手册》都做了计算,通过对比选择较为保守的容量。文中通过精度对比分析,根据导线温度和环境温度的温差选择输电容量计算的模型,当导线温度大于环境温度5度以上时,导线温度模型相对气候模型精度要高,选择导线温度模型,其他情况下选择气候模型。本文从硬件、软件两方面介绍了DLR系统的数据采集终端。主要是介绍了系统构造和主要功能的硬件框图和软件设计流程,主要功能模块包括微处理器、数据采集、数据FLASH存储、数据无线GPRS/GSM传输、实时钟系统和与电源管理系统I2C通信等。最后从软硬件两方面提出了一些设备EMC抗干扰的措施,设备已经通过了相关的EMC测试。目前DLR系统处于试运行阶段,并准备在广州挂网运行,试运行结果表明系统各方面性能良好,满足设计要求。