随环境条件变化的输电线路输送容量概率建模研究

充分挖掘线路的输电潜能,提高现有电网的输电效率,是当前研究的一个热点。通常输电线路中静态载流量的计算是在保守的环境下获得,未考虑到实际运行环境。而动态载流量的计算是通过对运行环境的实时监测值,即结合实际环境温度、风速等因素,来确定其传输的极限容量,由此可以提高线路的输电效率。本文通过BP神经网络对某地区的历史气象数据进行分析和预测,由于该方法对气象预测效果较好,故将预测获得的数据作为概率模型的源数据,并提出一种基于电流密度函数的概率建模的动态增容研究方法。通过动态增容方法在某地区的应用分析,表明在迎峰度夏时可适当提高输电线路载流量,且可确保输电线路的供电可靠性。     

基于气象参数预测的输电线路输送容量概率模型研究

传统的输电线路输送容量是在保守天气条件下确定,未考虑到实际运行的环境温度和风速等其他气象参数,这可能使输电线路输送能力未得到充分的利用。而动态的载流量计算通过考虑线路周围的实际运行天气条件来确定输电线路的实际载流能力,从而提高线路的输电效率。本文提出一种基于载流量密度函数的概率建模的动态增容研究方法,采用粒子群优化的核极限学习机(PSO-KELM)对某地区的历史气象数据进行统计并预测,通过算例分析,可知该方法的预测效果较好,故将预测的数据作为概率模型的源数据。通过在某地区的应用分析表明,在用电高峰期,该方法可提高输电线路的载流量,且能确保输电线路的安全可靠性。     

基于阻塞分析的输电线路动态增容

为了确保输电线路动态增容后电网的安全稳定运行,基于超短期预测数据确定输电能力的受限原因,通过计及动态安全的阻塞管理分析识别阻塞关联输电线路。针对增容的线路和增容时段,根据气象预测数据计算未来一段时间内的允许载流量。对阻塞时间在一定范围内的待增容线路,考虑导线温升暂态过程,进行事故后导线允许载流量分析。并在此基础上确定满足安全稳定约束的增容容量。基于上述方案开发了一种基于阻塞分析的输电线路动态增容系统。     

基于气象参数的输电线路电气可靠性实时评估与预警系统设计与研发

输电线路的运行状态与所处的气象环境密切相关,为进一步提升输电线路自然灾害风险的在线管控能力,研发了一套基于气象参数的输电线路电气可靠性实时评估与预警系统。依据传统的输电线路覆冰增长、动态积污、雷暴预测以及风偏角计算模型,从气象部门引入定制化的实况监测、数值预报等气象参数,采用WorldWind三维地理信息框架和Web Service接口服务技术,实现输电线路冰闪、污闪、雷击以及风偏闪络风险的评估与预警。该系统已针对部分线路线开展了试点应用,输出的评估与预警结果与实际运行情况基本吻合,对于实时掌握线路运行环境以及在灾害来临前采取紧急应对措施具有十分重要的意义。     

一种分时段输电线路动态载流量计算时间点的确定方法

讨论了输电线路动态载流量计算的启动时间问题,基于影响输电线路载流量的2个主要因素——温度和风速,结合长序列的历史气象数据,通过对相邻时段风速的互信息分析,总结出不同季节条件下日内24 h风速的变化规律,根据这些变化规律,提出了在1条线路或1个区域内输电线路动态载流量日内计算时间点的设置方法。在某省1条220 kV输电线路的全年仿真验证中,验证了所提计算方法相对于静态环境算法对同一条输电线路载流量有较大的扩容能力。     

基于模型校核的输电线路载流量限额动态评估

急剧增长的用电需求和高比例可再生能源发电并网给现有输电系统带来了较大压力.动态增容技术是提升线路输送能力的经济有效的手段,但受数据采集精度、计算模型参数时变特征等影响,现有动态增容系统在实际应用中仍存在计算精度不足、可靠性偏低等问题.为降低数据采集质量和载流量模型精度对动态增容技术可靠性的影响,提出并构建了一种基于实时闭环校核的载流量及弧垂计算模型修正方法.结合数值天气预报,进一步提出了一种输电线路载流量限额动态评估方案,在动态校核载流量和弧垂计算模型的基础上,实现对实时和预测载流量限额的滚动修正.最后,通过实际工程案例验证了模型校核方法和载流量限额动态评估方案的正确性和可行性.     

架空线路在线监测系统建设及运行分析

介绍了架空线路在线监测系统的原理及导线测温装置、气象监测站、主站系统的功能结构和主要技术参数,提出在线监测系统建设方案,完成工程安装和投运,并对架空线路实时监测参数进行分析。 认为建设架空线路在线监测系统为实施输电线路动态增容和安全运行提供一个全新的技术手段,在线监测系统的应用必将提高线路运行维护水平和输电设备利用率。     

电网输电断面动态热稳定限值在线计算方法

提出了一种利用实时气象环境和电网运行方式进行稳定断面功率限值在线计算方法,将静态的稳定断面限值转变为根据实时数据变化的动态限值,为电网精益化调控提供支撑。基于动态增容技术将外部系统的微气象数据接入调控系统进行线路动态载流量计算。基于电网模型和实时运行方式,采用支路开断分布因子计算输电断面的潮流动态转移比。基于节点对支路的功率转移分布因子实时分析稳控装置动作对开断后输电断面潮流的影响,对断面限值进行动态修正。提出的方法在南京地区调控系统进行了在线应用,基于实际运行数据对结果进行验证,证明了算法对于高峰时段提升断面输送能力的有效性。     

架空输电线路温度和最大允许载流量计算

针对传统方法不能有效求解架空输电线路温度和允许载流量的不足,提出了一种基于有限元技术求解输电导线径向温度和最大允许载流量的方法。建立了输电导线温度场的数学模型和JL/LB1A-300/50型钢芯铝绞线输电导线有限元模型,并通过有限元ANSYS软件对该模型在不同环境条件下进行仿真计算,验证了输电导线存在径向温度差,以及径向温度分布受输电线路载流量、空气对流散热、光照强度以及风速等条件的共同影响。结果表明:该方法能够有效求得在不同气象环境条件下输电导线的径向温度值和最大允许载流量,有利于提高输电线路运行安全稳定性,实现输电线路动态增容,提高线路输电能力。     

架空输电线路动态增容研究

提出在导线允许运行温度不变、保证运行安全性的前提下,采用线路导线温度、风速、日照、载流量等的检测及数据传输装置,利用输电线路实时增容监测分析系统提高输电能力。介绍了输电线路实时动态增容监测分析系统的基本原理、系统组成、主要功能及发展远景。     

南方山区线路覆冰在线监测数据特征分析与预测模型研究

我国南方山区由于地形气候的影响,易在冬季导致输电线路严重覆冰,进而给电网的安全运行带来巨大的挑战。因此通过对线路覆冰研究,总结出南方山区覆冰数据中的规律和存在问题,其重要性不言而喻。先从覆冰在线监测系统的原理入手,并针对南方某典型山区覆冰在线监测数据开展导线覆冰特征定量分析,总结出该山区在不同微气象条件下,各个气象参数组合对覆冰的影响的规律。最后,提出一种基于模糊逻辑和神经网络建立输电线路覆冰组合预测模型的方法。     

输电线路综合在线监测系统设计

输电线路是电力系统的重要组成部分。为提高输电线路的管理水平,增强电力系统运行的可靠性,迫切需要建立一套性能可靠,功能丰富的输电线路状态检修系统。通过对流过超高压输电线路绝缘子表面的泄漏电流电气特征量、环境气象信息、输电导线重力、应力等物理量及图像信息的监测,利用试验建立的评定模型,实现对输电线路积污、覆冰、积雪、风摆等状况的实时监测,减少人工巡线的工作量,减少污闪事故的发生,提高供电系统的可靠性,为状态检修提供辅助决策并实现与其他系统的信息共享。     

考虑气象影响的电力系统运行可靠性评估

气象因素会对线路运行温度产生影响,而线路运行温度与线路的阻抗以及故障停运率等参数密切相关,现有文献在进行系统运行可靠性评估时未充分考虑气象因素对线路多参数的影响。为此,首先以气象相依的输电线路热平衡方程为基础,研究了考虑气象因素的线路温度计算方法和气象条件相依的输电线路实时容量模型,在此基础上建立了导线温度相依的线路阻抗参数模型和线路实时停运模型。其次,提出了一种基于蒙特卡洛模拟的考虑气象因素的电力系统运行可靠性评估方法。最后,以IEEE 14和IEEE RTS96修改系统为例,分析了气象因素对容量、温度、阻抗、故障率等输电线路实时参数以及电力系统运行可靠性指标的影响,算例结果验证了所提出的考虑气象因素的线路运行可靠性模型和系统运行可靠性评估方法的正确性。     

1000 kV特高压输电线路覆冰区的研究与划分

1 000 kV晋东南-南阳-荆门交流特高压试验示范工程是中国第一个特高压工程。为了加强该工程线路状态的运行管理,提高运行单位制定针对性的覆冰巡视、线路检修专项措施的工作效率,有必要对该工程线路进行覆冰区划分的研究。为此,笔者调查分析了该工程河南段输电线路覆冰的特征,通过对该工程河南段输电线路进行实地考察,收集并分析了省气象局提供的沿线历年气象资料,采集了沿线地形地貌图片,最后依据沿线气象条件和地形地貌特征确定了线路覆冰区的划分。实际应用表明,特高压输电线路覆冰区的划分为开展特高压输电线路覆冰在线监测、导线覆冰机理、冰情预测及防冰除冰技术的研究奠定了基础。     

直流滤波器电容器塔的在线监测方案初步探讨

近年电力系统迅速扩大,同时随着高压直流输电技术上取得的突破和交流输电缺陷的进一步凸显,为高压直流输电的广泛应用铺平了道路。直流滤波器电容器塔作为直流输电系统的重要组成部分发挥着重要作用,他可以滤除直流侧的谐波,减少不利影响。在电容器塔的实际运行过程中常发生保护误动的情况,而停电检测又检测不到问题,如此往复影响输电线路的正常运行。基于上述问题,本文提出了对电容器塔进行在线监测的方案,通过监测电容器的端电压和流过的电流,计算电容器的电容值,实时监测电容器的运行状态。根据电容器的运行状态可以提前分析电容器的运行走势,及时开展预防工作,避免不必要的损失。     

利用动态监测增容技术提高输电线路输送容量

利用动态监测增容技术, 对现有电网进行技术改造, 是实施电网技术升级、提高现有电网输送能力的有效措施。该技术由输电线路实时输送限额管理系统来实施, 系统主要由安装在导线上的多台在线导线监测装置( 监测导线温度、环境温度、日照强度) 、系统主站、无线通信网络和调度实时数据系统组成。通过在华东电网多条500, 220 kV 线路上的试运行, 证明该系统满足线路的运行条件, 符合调度运行要求, 达到了线路增容的目的。     

基于LabVIEW的特高压工程水土保持在线监测

水土保持监测是输变电工程水土保持竣工验收必须进行的工作之一,随着电网改造、特高压工程的加快,监测量将越来越大,且输变电工程兼有点、线、目标点分散等特点,在这些前提下要实现电网水保数据采集、数据监测、数据发布、网络传输以及数据深入分析处理等任务,故采用了以LabVIEW软件平台为基准的一套在线监测系统。该监测系统包含气象信息与土壤侵蚀模数监测功能、数据采集与存储功能、数据传输功能与数据管理功能,实现了土壤侵蚀模量、气象数据等的在线实时获取与后期分析处理,可以清楚得到较长时间范围内的气象与土壤侵蚀量的变化率,且具有较高精度,该系统已在张北1 000 kV 变电站成功应用。其系统对现场环境数据的全面感知、实时监测也积极响应中国特色电网的建设,具有重要的工程与实际意义。     

架空输电线路在线监测技术研究

智能电网技术极大地推动了我国输电线路在线监测技术的发展。概述了国内外输电线路在线监测技术及其应用现状;分析了在线监测系统中应用的信息采集和信息网络传输技术,讨论了相关应用技术中的共性问题;提出了基于智能电网特点的在线监测系统综合监测模型,对未来输电线路在线监测技术的发展方向进行了展望。