湖南电网防冻融冰体系改革之探讨

湖南电网由于其所处特殊的地理位置和气候特征，输电线路的覆冰、融冰工作几乎每年都必不可少。通过对有关气象资料和湖南电网防冻融冰历史资料的研究分析，对湖南电网现存的防冻融冰体系的改革做了一些探索。     

基于SVG无功控制的融冰方法研究

为降低覆冰对低压电网正常运行的影响,提出了一种基于SVG无功控制的线路融冰方法。该方法通过无功补偿控制流过线路的无功电流以增大覆冰线路的总电流,使线路产生功率损耗的热量达到融冰所需的热量,从而实现融冰目的。仔细阐述了该方法拓扑结构及其工作原理,在对SVG控制策略及检测电路深入分析的基础上,考虑覆冰情况对电网电压平衡的影响,构造了新型的检测电路以满足各检测参数的精确性。并通过Matlab对10 kV输电线路融冰模拟系统的仿真分析,其结果证明了该融冰装置能够实现精准调节无功电流来满足融冰需求。     

采用模糊理论的覆冰灾害风险评估

为评估覆冰灾害对电网可能的风险,建立一个基于气象信息的电网冰灾风险评估模型。首先利用模糊理论建立基于气象信息的线路覆冰厚度预测模型,给出模糊推理系统各项参数具体的确定过程。其次分析风力载荷,冰力载荷对线路失效率影响,讨论融冰装置的投入情况与线路覆冰厚度关系,同时确定冰灾对线路修复时间的影响。最后给定风险指标,综合上述内容建立电网冰灾风险评估模型。算例仿真结果表明,覆冰厚度预测值与实际值的误差小于4 mm,覆冰厚度预测模型可行且有效;冰灾风险评估模型综合考虑了多因素对电网冰灾风险的影响,论证融冰机等措施的实行能极好降低冰灾风险,并通过分析风险损失费用,确定最优初始融冰厚度。     

省地一体化电网融冰管理系统的设计与实现

考虑湖南电网特殊地理气候特征导致输电线路较易发生覆冰的特点,结合湖南电网以往防冻融冰工作开展经验,开发了湖南电网省地一体化电网融冰管理系统。本文重点介绍了系统的总体结构、相关功能、系统关键技术以及取得的效果。     

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。     

电力线路覆冰机理及融冰技术研究综述

近年来,电网覆冰事故频发,给电网安全运行带来严重威胁。详细阐述线路覆冰的形成机理、影响因素,为覆冰模型研究及预测、防冰方法提供参考。综述覆冰线路的融冰技术,给出各融冰方法目前适用的电压等级,从安全性、经济性、可操作性等方面进行了综合评价,得出在针对覆冰输电线路的各种融冰方法中,不存在同时满足安全性高、费用低,且可操作性强的融冰技术的结论。结合融冰原理及工程实际,为更好达到融冰效果及节能考虑,应更加重视融冰电流与融冰时间的仿真计算及试验研究。提出在今后的覆冰研究工作中,应把覆冰前的预测工作、覆冰后的融冰除冰工作放到核心位置,从覆冰机理与模型、覆冰监测与预警、防冰等各方面进行深入研究,不断提高电网抗冰减灾能力。     

高压输电线路电热融冰技术

高压输电线路冰灾严重威胁电网的安全运行,覆冰线路的电热融冰是复杂的多物理场非线性过程,从理论上揭示覆冰导线的融冰机理,分析多种计算条件下LGJ-70/10和LGJ-400/65型导线雨凇覆冰的融冰时间,提出电热融冰技术领域中关系到融冰效率、线路安全以及节能所需考虑的最短融冰时间的重要参数,总结了覆冰厚度、覆冰温度、导线温度、环境温度以及对流载荷对最短融冰时间的影响,为高压输电线路的融冰技术应用和发展提供可靠的分析依据。     

融冰计划与机组组合的协同优化

为了保证覆冰电网的安全经济运行,该文提出融冰计划与机组组合的协同优化模型与求解方法。首先,建立线路覆冰厚度变化与融冰计划特性约束,保证线路的覆冰厚度不会超过其设计值。在此基础上,将其与机组组合模型结合实现协同优化。由于所提模型为大规模的非线性、非凸优化问题,引入辅助变量将原模型转换为混合整数线性优化模型;采用拉格朗日松弛,将该混合整数线性模型分解为机组组合与融冰计划子问题迭代求解;并提出加速策略以提升协同模型的求解效率。在IEEE RTS-79系统中进行算例分析验证所提模型与算法的有效性。结果表明,所提融冰计划模型能实现覆冰电网的安全、经济运行。     

湖南电网220 kV线路直流融冰问题研究

分析了线路融冰顺序、电源点选择以及短路点选择三个融冰线路问题,根据其解决方法和模拟现场参数利用Matlab搭建仿真模型计算线路融冰电流,并选择性加入谐波抑制电抗控制谐波畸变率。利用VFP开发了一套存储查询线路电气参数以及计算融冰时间的防冻融冰管理系统,并根据其计算结果分析了融冰时间与覆冰厚度、融冰电流、风速、气温之间的关系。在娄底220 kV田上线上,采用移动式直流融冰装置,搭建仿真模型计算融冰电流和分析其谐波影响,并通过管理系统计算融冰时间,计算结果与现场融冰的结果基本吻合。     

浅析都匀电网110kV线路方式融冰与交流短路融冰特点

都匀电网冬季易发凝冻灾害,110kV线路应及时根据覆冰跟踪情况安排融冰以避免发生因覆冰导致线路倒杆的事故。根据都匀电网2011年初凝;东期间实施的110kV线路方式融冰和交流短路融冰的实际情况,分析并总结了都匀电网110kV线路采用的两种融冰方式的特点及今后需要改进的方向,并对未来都匀电网融冰规划提出意见及建议。     

湖南电网220kV线路直流融冰问题研究

分析了线路融冰顺序、电源点选择以及短路点选择三个融冰线路问题,根据其解决方法和模拟现场参数利用Matlab搭建仿真模型计算线路融冰电流,并选择性加入谐波抑制电抗控制谐波畸变率.利用VFP开发了一套存储查询线路电气参数以及计算融冰时间的防冻融冰管理系统,并根据其计算结果分析了融冰时间与覆冰厚度、融冰电流、风速、气温之间的关系.在娄底220 kV田上线上,采用移动式直流融冰装置,搭建仿真模型计算融冰电流和分析其谐波影响,并通过管理系统计算融冰时间,计算结果与现场融冰的结果基本吻合.     

强寒潮下超高压输电线路直流融冰效果差异分析

针对强寒潮天气下超高压输电线路各区段直流融冰效果存在差异的实际案例,根据输电线路覆冰在线监测数据和现场信息,结合输电线路运行参数以及直流融冰技术相关原理,开展了气象环境、覆冰情况及直流融冰参数间的关联性分析。结果表明:地线等效覆冰厚度较大导致融冰所需时间更长,现场气温较低、风速较大导致覆冰完全脱落所需的融冰电流有所增加,而实际融冰电流小于所需融冰电流导致覆冰未完全脱落。建议在融冰电流一定的基础上,若线路覆冰厚度较大,需适当延长融冰时间;若要短时间内取得较好的融冰效果,需适当增加融冰电流;在融冰时间一定的基础上,若线路环境气温较低或风速较大,需适当增加融冰电流。     

输电线路完善化融冰技术综述

由于我国气象条件复杂,输电线路极其容易覆冰。输电线路的融冰方法众多,但是仅有少数方法在一定范围内得到工程的实际运用。其于覆冰的临界条件、融冰时间和覆冰临界电流的计算方法;通过与机械除冰法、被动除冰法的比较,说明热力融冰法仍是目前解决输电线路覆冰的最好方法。阐述了交直流融冰法的原理、适用范围及运行效果。重点介绍将基于SVC的直流融冰策略和基于GPRS的输电线路在线监测装置相结合的完善化融冰方案,在非融冰期能提升SVC的使用效率,且能及时准确地掌握输电线路覆冰情况,为电网生产和运行提供决策依据,是未来的发展方向。     

提高贵州电网融冰效率探讨

对贵州电网融冰能力、线路重要程度排序、融冰操作原则及时间控制策略进行了介绍,探讨了在电网大面积覆冰情况下,如何深化管理技术创新,提高电网融冰效率,保障电网安全稳定运行,并对防冰抗灾后续完善工作提出建议、     

输电线路地线融冰的热平衡分析与计算

根据我国电网覆冰的现状,结合国内外融冰的实践经验,在分析地线融冰机理的基础上,结合传热学的原理,建立椭圆融冰的数学计算模型,从工程应用的角度出发,研究最小融冰电流的计算方法.通过计算LBGJ-100-20AC、LBGJ-120-20AC、LBGJ-150-40AC这3种铝包钢绞线的地线融冰电流,分析覆冰厚度、风速、环境温度以及融冰时间等因素对地线融冰的影响;计算不同地线材料与融冰电流的关系;最后,通过该文提出的计算模型计算目前输电线路工程常用地线材料的最小融冰电流.计算结果与目前工程应用较多的布尔斯道尔夫融冰电流计算公式对比,发现2种方法的计算结果吻合较好.分析计算结果表明:在架空输电线路直流融冰过程中,融冰电流是由覆冰厚度、环境温度、风速和地线材料等参数共同决定,其中,环境温度、覆冰厚度和地线材料对地线短路电流融冰均有显著影响,但风速的影响相对较小.该文提出的融冰电流计算模型,为输电线路地线融冰电流的选择及融冰装置的设计,提供了有效的参考.     

雪峰山脉小沙江自然灾害试验场覆冰与融冰试验

人工气候室的覆冰和融冰试验结果与自然环境下的实际情况存在差异,为此在湖南雪峰山上建立了小沙江自然灾害试验场,用于研究输电线路在自然环境下的覆冰、融冰和试验情况。通过架设观冰架和500 kV输电线路耐张段实现了导线、绝缘子等试品的悬挂;安装交直流试验电源和融冰装置,对输电线路进行了带电覆冰和融冰;利用在线监测系统,观测了覆冰与融冰过程及地面和高空气象参数;提出了导线和绝缘子覆冰与融冰试验技术。2 a的冬季试验结果表明:自然环境下气象参数不可控且变化无规律;输电线路覆冰与环境参数、试品表面和高空逆温层特性有关,且试品表面憎水性越强,越容易形成冰棱;环境参数、融冰电流、覆冰厚度和形状对导线融冰有影响,且覆冰偏心程度越高、导线上表面冰厚越薄,融冰时间越短。试验结果可为重冰区输电线路抗冰设计和融冰工作提供指导。     

湖南电网三相短路融冰利弊分析

湖南电力系统输电线路覆冰问题在每年寒冬,初春季节非常突出,“三相短路融冰”方法成为湖南电网抵御冰害的主要手段,通过总结“三相短路融冰”在湖南电网的实际经验,对其利弊进行了分析。     

35 kV线路融冰方案的优化

冰雪灾害中,输电线路覆冰严重,为确保电网安全稳定运行和对用户的正常供电,应及时有效地对覆冰线路融冰。在2008年1月南方的冰雪灾害中,实施传统的串接多线路的35 kV线路融冰方案比较困难,为此文章对上述融冰方案在实际应用中遇到的问题进行了分析,针对这些问题及35 kV线路覆冰的特点,提出了一种临时安装配电变压器对35 kV线路覆冰段融冰的方案。实际应用结果表明,该方案的融冰效果较好。     

保障直流融冰装置现场操作安全的措施

自2008年以来,每年冬季长时间持续的低温雨雪冰冻天气,造成部分地区线路断线、杆塔倒塌,电力供应中断,给国家和人民造成巨大的经济损失。为解决线路的覆冰问题,确保电网的稳定运行,南方电网公司及国家电网公司在多座变电站安装了直流融冰装置,对覆冰线路进行直流融冰。直流融冰装置的投运,增强了电网的抗冰能力,保证了在低温雨雪冰冻天气中线路持续稳定运行的能力。直流融冰,是指利用直流融冰装置整流后输出的直流电流在导线电阻中产生热量,使输电线路覆冰融化。随着电网直流融冰装置的广泛使用,为有效管控直流融冰现场操作的正确性,确保现场操作过程中不发生人身、电网事故,不发生误操作事故,