基于聚类算法的电网覆冰灾害分级预警模型研究

对电网覆冰灾害进行了分级预警模型的研究,采用图像检测法测得输电线路覆冰厚度的实时数据,以此为约束条件,采用聚类算法计算出输电线路的综合覆冰厚度,针对不同的覆冰厚度,对覆冰灾害进行了等级划分,并发出相应等级的预警信号。通过对某220 k V架空输电线路覆冰厚度数据的实时监测,验证了该预警模型的有效性。电网覆冰灾害分级预警模型的建立,使覆冰灾害预警更为准确、有效,且节约线路维护检修成本,为高压输电线路状态评估、安全性评价等工作提供参考依据。     

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。     

输电线路覆冰在线监测动态预警模型

为提高输电线路覆冰预警能力,在全面分析国内外覆冰监测、预警模型的基础上,提出了应用层次分析法(AHP)提炼影响输电线路覆冰的关键风险因子。通过线路现场运行维护数据分析,提出以温度、湿度、风速、风向为关键风险影响因子。根据对关键因子机理及成灾条件分析,构建了输电线路覆冰在线监测实时预警及趋势预警双动态预警模型,并对模型关键技术进行了深入研究分析。线路实际案例研究证明,该预警机制能够实现覆冰的动态实时监测,跟踪线路覆冰变化趋势,反映输电线路现场覆冰所处预警级别,方便用户了解线路覆冰信息,为输电线路覆冰预警提供了良好的基础,能有效提升线路运行维护管理水平。     

基于区块链技术的电网灾害预警决策系统

为了进行电网自然灾害风险预警,减少自然灾害对电网的影响,研究了基于区块链(block chain,BC)技术的电网灾害预警决策系统。首先,根据电网与自然灾害之间的耦合作用关系,挖掘电网智能设备采集数据及自然气象等信息资源,搭建了区块链支持的电网灾害预警决策系统的总体架构。然后,以电网冰灾为例,根据气象预报和微地形等信息,利用模型预测控制(model prediction control,MPC)算法修正了电网输电线路覆冰模型,建立了由线路覆冰过重、舞动以及绝缘子闪络引发的线路故障概率模型。最后,通过MPC算法求解输电线路覆冰预警模型,实现了线路故障预警。以某市西北部和中部几条220kV线路为例进行覆冰预测分析,验证了提出的基于区块链的电网灾害预警决策系统对覆冰厚度进行预测的可行性和有效性。     

高压线路运行环境监测预警研究

介绍从多种数据融合分析的角度建立开展多种环境信息模型的研究?本文针对云南省特有的环境因素,建立了基于温度、湿度、风速等因素的覆冰和山火监测预警模型,对云南省高压输电线路运行工况进行监测预警,实际应用表明预警模型精确有效,能够有效地对覆冰山火等灾害进行预警,从而保障输电线路的安全稳定运行。     

输电线路超短期覆冰厚度精准预测模型研究

冬季架空输电线路覆冰是导致输电线路发生冰雪灾害的直接原因,在线实时融冰是预防冰雪灾害的有效措施。对于冻雨致冰厚度的精准预测,是实施最优融冰方案的前提。设计了模拟导线监测系统和现场微气象系统,以模拟导线监测数据和微气象站技术,结合冻雨覆冰理论计算空气中前期液态水含量。基于灰色系统理论,应用GM(1,1)模型,预测空气中超短期液态水含量、风速、降雨量。在此基础上,根据所预测液态水含量、风速、降雨量计算覆冰增长速度。综合多种实际监测数据,建立覆冰数据仿真模型。     

基于安全裕度的输电线路覆冰预测方法研究

针对输电线路覆冰灾害事故预测方法的不足,提出基于安全裕度的策略对输电线路的覆冰情况进行预测。通过对覆冰线路模型各种运行工况下的结构失效率数值计算数据的回归分析,得到杆塔的失效评定曲线图,并对其进行预测分析。选取华中某500 kV输电线路中薄弱的杆塔作为研究对象。建立3塔2线输电线路的有限元模型,在覆冰荷载和风荷载不同组合下进行力学仿真计算,对结果数据的回归分析验证了该方法的正确性。本文方法可为准确预测线路覆冰事故、制定防覆冰改造方案提供依据。     

输电线路主要环境灾害防御关键技术研究与应用

<正>针对云南电网输电线路环境灾害防御方面存在的问题,本项目针对云南省区域内冰冻灾害的特点、雷电灾害特点及对电网影响的特性开展研究。通过对输电线路所在区域覆冰气象因素的分析,利用线性回归方法建立基于气象的输电线路覆冰预警方程,在气象凝冻趋势预报的基础上,为输电线路覆冰提供了一种中尺度的基于气象的覆冰预警方法,根据预报结果,运行维护人员可提前进行输电线路的防冰抗冰工作准备,最大限度降低输电线路覆冰带来的危害。为了解决冰冻     

基于梯度提升树的覆冰条件下线路跳闸风险评估*

输电线路跳闸的发生多与气象和环境因素相关,在线路风险评估模型中,对因素的权重取值往往依赖于主观因素.为此使用梯度提升树模型对气象与覆冰情况进行训练,得到依赖于客观数据的因素权重,根据权重对线路状态进行评分,再通过ROC曲线分析对评分分段后得到输电线路跳闸风险等级;最后以湖北地区500 kV咸梦I回线为例验证了该方法的可用性与准确性,为输电线路覆冰灾害的预防与维护提供重要参考.     

考虑连锁故障的覆冰灾害下输电线路脆弱性分析模型北大核心CSCD

虽然电网鲁棒性日益增强,但部分输电线路经过区域极易遭受覆冰灾害,导致该地区发生一次故障的概率大幅增加,而一次故障将会导致电网发生二次连锁故障。针对此问题,文中首先通过蒙特卡洛法判断覆冰灾害引发的输电线路一次故障脆弱性,然后通过自组织临界理论判断由一次故障引发的输电线路二次连锁故障脆弱性,从而建立综合考虑覆冰灾害和电网物理特性的输电线路脆弱性分析模型,以潜在事故链的形式展现了电网覆冰灾害下的故障演化进程,为运维人员甄别覆冰灾害下区域电网的输电线路薄弱环节提供重要决策依据。最后通过对IEEE-39节点电力系统实例进行仿真与分析,验证了所提出模型的可行性。     

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。     

电力预测预警:让突发灾情可预知

正近年来,国网湖南电力电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室坚持电网安全生产驱动创新的研究理念,紧密围绕电网防灾减灾开展研究,在电网防冰方面开展了大量创新性研究工作,特别是在冰灾预测预警方面取得了突破性的进展,并承担了国家电网公司输电线路覆冰预测预警中心的建设工作。冰灾是电网安全运行的主要灾害。受特殊地形和地理气候的影响,我国南方地区极端灾害天气发生频繁。覆     

覆冰状态下架空输电线路模型参数变化分析

架空输电线路的覆冰灾害一直都是困扰输电线路的重要问题,线路覆冰后,其等效的模型参数将发生变化。根据导线覆冰的种类和导线外层覆冰的时空特点,通过电磁场的相关计算,对覆冰架空输电线路的单位阻抗和导纳参数进行了修正。根据架空线路模型的建立方法,分析了考虑分布参数时不同电压等级和长度的架空输电线路的等效模型,在理论上得出了覆冰后架空输电线路更加精确的模型参数。     

输电线路覆冰监测的OPGW传感应用研究

近年来,我国输电线路遭受冰灾的影响日益严重,研究发现能够准确监测线路覆冰情况,进而采取防冰、除冰的措施至关重要。特别在我国南方地区冬季输电线路容易受到自然覆冰的影响,出现输电线路断线、覆冰闪络和倒塔等电力事故,因此冬季输电线路覆冰情况已经成为电网安全运行研究的主要问题。基于OPGW光缆的输电线路故障定位技术,首先将OPGW传感覆冰监测系统投入实际运用,并观察其应用结果。然后将系统挂网后的运行监测数据和输电线路上实际覆冰数据进行对比分析,发现OPGW传感覆冰监测系统能有效监测到线路上覆冰的情况,并给予正确的提示。同时,仿真结果与实际情况结果几乎无误差,证明了此OPGW传感覆冰监测系统的可行性。     

基于星地融合的输电线路覆冰预警优化方法研究

输电线路覆冰预测对保障电网安全具有重要意义,随着气象条件日趋复杂,为了提升输电线路覆冰预测的准确性和及时性,依托现有的覆冰预测模型,提出了一种基于卫星气象和地面气象站点数据的星地融合气象要素反演方法。对覆冰预测模型中核心气象输入参数(如温度、降水、风速)预报精度进行优化提升,进而提高复杂气象条件下输电线路覆冰预警精度。以浙江某输电线路为实验区,实验结果表明文中方法对温度和降水的预报效果提升较为明显,提前72 h输电线路覆冰预报的准确度相对于24 h预报准确度没有明显的下降,对于24 h~72 h的覆冰预测预警有较好的指导意义。     

基于覆冰周期分段建模预测的研究

输电线路覆冰现象在冬季比较普遍,已成为威胁架空输电线路安全运行的重要因素。物理模型和经验模型是建立输电线路覆冰模型的2种思路。一个完整的覆冰周期变化复杂,目前建立的经验模型均是针对整个覆冰周期,建模精度不高。根据大量覆冰数据聚集分析,将覆冰周期分为4段:覆冰快速增长期、覆冰不稳定增长期、覆冰稳定期和覆冰脱落期。提出了针对不同时期变化特征建立不同模型进行覆冰预测,对比了整体建模预测结果与分段建模预测结果,结果表明分段建模预测精度优于整体建模精度。     

浅谈线路覆冰的危害及防治

输电线路覆冰可引起导线舞动、杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络等问题.本文针对导线覆冰带来的危害,,从预防电网覆冰灾害,建立科学的电网覆冰灾害抢修机制等方面出发,提出了多项防治措施,对覆冰区输电线路设计、运行以及提高整个电力系统的安全可靠性具有重要的实际意义和指导作用.     

基于支持向量机的输电线路覆冰回归模型

为对输电线路覆冰进行有效地监测、预测及预警,提出了一种基于支持向量机(support vector machine,SVM)的输电线路覆冰回归模型,用于输电线路覆冰情况的短期预测。这一研究工作是在MATLAB环境下,应用LIBSVM软件包编程进行建模仿真的;针对实测微气象-覆冰数据多维、自由度大的特性,选定与覆冰相关性最大的气温、相对空气湿度数据以及覆冰参考量作为输入量,覆冰质量作为输出量;提出了基于支持向量机的超短期预测、短期迟滞预测和滚动预测3种预测模型,并通过实例数据仿真评估了模型的有效性。结果表明:超短期预测模型预测精度>90%,但时效仅15min、实用价值较低;短期迟滞预测模型和滚动预测模型在2h内预测精度均>80%,可适用于输电线路覆冰的短期实时预测;滚动预测模型理论上可预测更长期的覆冰情况,假设微气象参量恒定不变限制了其预测精度,若结合微气象预报将会有更好的预测效果。由于目前适用于建模仿真的完整覆冰数据较少,因此支持向量机用于建立输电线路覆冰回归模型的有效性和稳定性还有待进一步验证。     

输电线路覆冰防治措施分析

受地理位置及气候变化的影响，多个地区的输电线路在途径覆冰重灾区时覆冰事故频发，并且随着电压等级的不断提高，输电线路对覆冰灾害的影响更为敏感，极易发生断线、倒塔等事故，严重影响电能的正常输送。因此，通过分析现有覆冰防治措施的特点及差异，提出改善输电线路覆冰防治的新方向。     

雪峰山自然环境试验站覆冰试验技术

人工模拟环境下的覆冰形态与自然环境下的实际情况存在一定差异,建立自然环境覆冰试验站并开展输电线路覆冰机理、冰闪特性、覆冰监测及预警技术、防冰除冰新技术等研究对保障电网安全具有重要作用。重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室建立了雪峰山自然覆冰试验站;通过在不同位置架设多基铁塔实现了导线、绝缘子等不同大气结构物的安装;采用试品与悬挂点之间安装拉力传感器并结合气象参数测量仪实现了对各种试品覆冰过程的监测;架设专用试验电源线并配置交、直流和冲击电源装置实现了输电线路绝缘子自然覆冰电气试验方法及覆冰闪络特性、输电线路融冰、脱冰、除冰技术等的研究。3 a多的运行证明雪峰山自然覆冰试验站具备开展输电线路覆冰试验的能力,自然环境气象参数不可控且无规律可循,大气结构物覆冰随时间增长而呈非线性关系,采用合理的措施能实现输电线路防冰、除冰。雪峰山自然覆冰试验站的建立为电力系统开展防冰减灾相关课题研究创造了良好的试验平台。