输电线路设计覆冰厚度统计模型取用

根据捷克斯洛伐克Studnice覆冰观测站1940—1999年的覆冰观测数据,分别采用正态分布、极值I型Gumbel分布、极值Ⅱ型Frechet分布、极值Ⅲ型Weibull分布对该数据进行了统计分析。由科尔莫戈罗夫-斯米尔诺夫λ拟合度检验结果表明,极值Ⅱ型Frechet分布能较好地拟合该地区的年最大覆冰荷载。由于微地形等因素的影响,线路覆冰厚度的统计分布随地区而异。覆冰厚度是影响冰区输电线路安全、经济的一个重要因素,可根据覆冰观测数据选择概率模型确定设计冰厚。     

概率分布模型对导线标准冰厚极值的影响

概率分布模型对输电线路导线标准冰厚不同重现期极值具有一定的影响。重点研究了皮尔逊Ⅲ型分布模型（P-Ⅲ）、广义极值分布模型（GEV）和广义帕雷托分布模型（GPD）3种概率分布模型,并且用模型对湖南南岳山气象站的南北向、东西向、二方向较大值、二方向较小值的历史覆冰数据进行计算,分析对不同重现期覆冰厚度的影响。研究结果有助于合理确定架空输电线路导线设计中允许的覆冰厚度。     

考虑融冰因素的输电线路覆冰故障概率计算

根据导线覆冰表面热平衡方程分析内外部融冰因素对导线冰载荷的影响,计及地形对冰载荷的影响以及覆冰引起导线等效半径增大对风载荷的影响,通过气象实测的降雨量、风速、风向、温度等信息以及电网运行信息、当前监测覆冰厚度等信息建立输电线覆冰厚度增长预测模型。从输电线路覆冰过载机理出发,构建覆冰故障概率计算框架,从力学角度分析覆冰厚度及风速对输电线路的共同作用,采用反映金属承载极限特性的指数模型计算输电线路故障概率。以实际线路为例验证了该模型计算得到的线路覆冰故障概率变化趋势与实际故障情况相符,能够充分验证覆冰故障率与实际天气的相关性。     

超高压交流输电线路冰害分析及防冰害措施研究

对2010—2014年中国27个省(市)电网公司的500(330)~750 kV超高压交流架空输电线路的冰害故障及主要缺陷进行了统计、分析,结果显示超高压交流输电线路冰害故障和缺陷主要集中在500 kV输电线路,设计和运维对冰害故障和缺陷的产生影响较大,舞动是冰害故障的主要原因。线路金具最易产生冰害缺陷,冰害故障线路主要集中在投运10年内线路。河南为冰害故障多发地区,冰害故障率总体呈下降趋势。从设计、施工、物资及运维4个方面提出了超高压交流架空输电线路防冰害建议。     

全国输电线路覆冰情况调研及事故分析

通过对特高压输电线路的覆冰情况进行调研,收集相关气象资料以及对近年来全国输电线路发生的重大覆冰事故进行统计分析,发现覆冰多发生在华中和西南地区;主要集中在一月份;海拔高度、微地形、微气象对覆冰的影响较大。结合雨凇的分布区域对输电线路覆冰事故的特点及原因进行了总结,并对覆冰事故的类型进行了统计,结果表明：覆冰事故分布区域广、事故危害严重;输电线路覆冰事故大部分发生在雨凇气象条件下,且温度稍低于0℃;同一地区发生覆冰事故频繁;在各种覆冰事故类型中,绝缘子冰闪是发生最频繁的事故之一。最后提出了减少和防治线路覆冰事故的方法。     

输电线路覆冰原因分析及对策研究

覆冰是造成输电线路倒塔断线的重要原因。分析了输电线路覆冰对电网的危害性,阐述了导线覆冰的形成机理、过程、分类及造成冰害故障的类型及特点,从设计及运行的角度提出了加强和改善输电线路抗冰冻能力的具体措施,指出应该采取＂避、抗、溶、改、防＂的方针来综合治理输电线路覆冰问题带来的危害。     

内蒙古电网风区分布图绘制及应用原则

内蒙古西部地区架空输电线路设计依据典型气象区域风速取值,不能有效指导架空线路防风设计工作.对此分析了内蒙古电网风害故障分布特征,统计蒙西地区近30年气象数据,采取极值Ⅰ型分布概率模型计算得到了内蒙古电网30年、50年和100年重现期最大风速,提出了内蒙古电网风区分级标准,绘制了内蒙古电网风区分布图.在此基础上,针对不同...     

气象环境相关的输电线路故障时间分布特征及模拟

在电网风险分析与可靠性评估中,尚无较为准确的输电线路故障率时间分布规律和强迫停运时间概率分布描述。以月为时间尺度,提出按多年历史同期故障率为依据的时变故障率计算方法,并通过使用傅里叶函数、高斯函数、威布尔函数拟合历史同期各月故障率的时间分布得到故障率逐月分布函数,用以模拟输电线路的时间相依故障规律,据此可用于预测未来某时段的故障率。基于同样的思路对气象相关的输电线路强迫停运时间概率分布进行模拟与建模。算例分析验证了所提方法的有效性。     

一种基于GIS的大范围输电线路覆冰分布绘制方法

针对大区域输电线路冰区分布图绘制步骤烦琐、模型准确性不高等关键问题,采用贵州地区气象观测站多年逐日气象要素资料进行分析,提取了输电线路覆冰影响相关因素,并运用GIS空间分析方法对各覆冰因子进行关联性验证;根据数据资料建立地形因子数据库;将各相关因子进行栅格化处理,并采用多元回归空间几何分析法对各因子进行分析,在此基础上进行导线覆冰特征划分,建立输电线路覆冰分布模型.本文从冰雪灾害事故的形成机理出发,对各气象因子进行关联性分析,解决了大区域输电线路冰区分布图绘制的关键技术问题;通过建立的模型得到的贵州地区输电线路覆冰分布图,可模拟出贵州地区覆冰分布规律.     

郴州地区输电线路覆冰事故分析及应对措施探讨

针对郴州地区输电线路发生的大范围覆冰事故,基于大量现场观测与数据调查统计,分析了覆冰事故的危害及其原因,总结了电力部门对覆冰事故的应对措施和防止冰害事故的方法,指出了其局限性和相应的改进措施。并阐明了输电线路覆冰和风雪复杂工况下输电塔倒塌的主要原因,展望了输电塔线体系耦合动力稳定性的研究方向,对输电线路大范围覆冰事故的技术分析和防止冰害事故的工程应用研究有一定参考意义。     

一种求解架空输电线路单端覆冰下不平衡张力的方法

采用简支梁理论与"等线长法"模型,提供了一种求解架空线路单端覆冰下不平衡张力的方法,与现有技术相比,提出了连续档单端覆冰下档距变化量Δlk的计算公式。通过与ANSYS软件数值仿真结果对比,该文方法能准确计算出电线单端覆冰情况下的不平衡张力及形态分布。文章还分析了覆冰故障实例,运用该文方法的计算结果与现场情况基本吻合,且导线脱冰、地线单端覆冰下导地线最小接近距离小于现有规范要求值,在大高差的线路设计中,应校验此种情况下的间距。该文计算方法既能满足工程精度的要求,又能形成简便实用的计算程序,适用于工程实际计算,用于指导塔头的设计,提高线路抗冰能力。     

冰风暴灾害下输电线路故障概率预测

针对冰风暴灾害下输电线路运行故障问题,提出了基于极端学习机和Copula函数的断线倒塔概率预测模型。该模型运用广义极值分布刻画冰风暴灾害下冻雨量、风速、输电线和铁塔冰、风荷载的随机特性,并通过ELM网络预测出实时变化的GEV分布的形状参数、尺度参数和位置参数。随后考虑冰、风荷载之间的概率相关性,借助Clayton-Copula建立冰、风荷载的联合概率分布,从而实现输电线和铁塔的实时故障概率预测。结合湖南郴州电网的历史数据展开算例分析,验证了该预测方法的有效性和准确性。     

基于偏互信息法与支持向量机的覆冰闪络故障预警

输电线路覆冰闪络跳闸故障是引起电网故障的重要原因之一。现有的覆冰闪络研究主要集中在绝缘子覆冰闪络电压的模型研究。一方面,闪络电压模型不能全面反映所有因素综合作用下的绝缘子闪络电压;另一方面,数据采集的误差使现有覆冰闪络电压模型的研究成果难以在覆冰闪络故障预警中直接应用。考虑到数据挖掘技术的发展,基于偏互信息法和支持向量机对覆冰闪络故障进行预警。首先,采用偏互信息法筛选出关键的因素作为输入变量。然后,建立覆冰闪络预警的支持向量机模型,对样本数据进行训练和预测。仿真结果表明,基于偏互信息法与支持向量机的覆冰闪络故障预警方法能够较为有效地预测覆冰闪络,为实际电网的覆冰闪络防御提供了参考。     

基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法

冰雪灾害会严重影响电力系统的安全稳定运行。为准确评估覆冰情况下电网所面临的风险,提出了基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法。该方法根据覆冰预测系统预测得到未来数天内的输电线路覆冰厚度,根据时变结构可靠性理论建立了输电线路时变失效率模型,建立了考虑融冰装置的输电线路修复时间模型与融冰装置使用间隔时间的模型;针对传统序贯蒙特卡洛法难以反映覆冰线路时变失效率的问题,提出一种可考虑时变失效率的序贯蒙特卡洛模拟法,并将其用于覆冰灾害下的风险评估。以IEEE RTS-79系统为研究对象,验证了所提模型与方法的有效性;分析了覆冰预测间隔时间和融冰装置数量对电网风险的影响,并给出了相关建议。     

基于灰色支持向量机的输电线路覆冰厚度预测模型

为了降低输电线路覆冰事故对电网安全造成的严重影响,对输电线路覆冰厚度进行预测将能够有效地指导电网抗冰工作。提出了基于灰色支持向量机的输电线路覆冰厚度短期预测模型,分析了样本中脏数据的剔除及数据预处理方法,通过模型预测值与实测数据的对比验证了该模型的准确性和适用性,根据模型预测的线路最大覆冰厚度值对现场观冰、冰情预警以及开展交直流融冰提供策略指导。将该模型与传统的支持向量机和广义回归神经网络覆冰预测模型进行了对比,结果表明,该模型平均误差为0.325 mm,平均绝对百分误差仅为2.61%,适用于输电线路覆冰厚度短期预测。在易覆冰地区,应用该预测模型能够更好地指导输电线路抗冰工作。     

输电导线的覆冰模拟系统

为了更好地开展输电导线覆冰及防冰研究工作,需研制输电导线覆冰模拟系统,故在分析了输电导线常见雨淞覆冰气候条件基础上优化设计了导线成冰小室、喷水装置及导线旋转系统等。利用Fluent流体仿真软件分析成冰小室中气流分布的情况表明,该成冰小室内部气流分布基本均匀,可有效模拟导线覆冰过程中周围气流场分布。实测成冰小室内部风速与仿真结果相符且喷水装置产生的水滴直径达到了自然界中毛毛雨的雨滴直径。对钢芯铝绞线覆冰实验显示,导线表面短时内即可形成均匀致密的雨淞层,说明该覆冰模拟系统可以有效模拟自然界中导线表面雨淞覆冰的形成过程。     

辽宁电力系统冰区分级研究

将辽宁省近30年全部观冰站的覆冰厚度观测数据折算到标准状态下覆冰厚度进行高度和线径修正,利用克里格插值技术计算得到覆盖全省地理范围的覆冰厚度数据,对全省不同地区的覆冰数据利用极值模型进行重现期覆冰厚度计算,首次利用覆冰数据法得到不同重现期覆冰厚度分布图,并对基于不同气象参数的回归法覆冰分级进行了探讨。     

多因子电网冰灾风险评估建模

为衡量电网冰灾风险,文章研究了灾害、电网和应急管理对风险的影响,挑选出以下选关键因子:年极值冰厚概率分布、当次冰厚、电网设计冰厚、融冰机台数和资源保障率,建立多因子电网冰灾风险评估模型。皮尔森Ⅲ分布用于体现灾害因素的气候极值,提出了包含融冰机台数影响的单位档距失效率模糊模型,冰灾风险由缺供电量的经济损失风险和修复成本风险构成;建立了应急管理中资源保障率对停电时间影响的模糊模型。某地区电网算例仿真结果表明,投入融冰机和增加电网设计冰厚能够明显地推迟故障,提高资源保障率也能较大程度降低冰灾风险。     

台风对电力系统连锁故障的影响分析

在分析连锁故障现有模型的基础上,在多时间尺度连锁故障预测模型中考虑台风对线路故障概率的动态影响,建立台风变化过程与连锁故障事故链的配合关系。考虑台风影响下的线路故障概率,构造初始故障集;结合天气因素、线路负载率和潮流波动率等因素构造关联性指标,利用聚类方法选取关联性指标高的线路作为下一级故障线路,模拟重载等因素引起的线路随机开断;将基于潮流追踪的切机切负荷与发电机调整相结合,用于线路一般过载的控制,并计算事故链的概率和风险;最后以IEEE 39节点系统为例,说明台风对系统关键线路和事故链的影响、基于潮流追踪的切机切负荷控制的作用和提高线路设计风速的可能性,并验证了所提模型和算法的合理性。