湖南电网风区分布图的绘制与应用

运行经验表明,风灾故障对电网安全运行的威胁日趋严重,但在抗风设计、改造中所采用的典型气象区域风速分级标准较为笼统,缺少相关数据,不能有效地指导架空输电线路抗风灾工作。研究了湖南电网风灾故障分布特征,对湖南近30年气象数据进行了统计和对相关标准进行了修正,采取极值I型分布概率模型完成了湖南电网30年、50年和100年重现期最大风速统计,提出了湖南电网风区分级标准,完成了湖南电网风区分布图的绘制,得到了湖南风速分布情况。在此基础上,给出了湖南电网风区分布图的应用原则和建议,可为架空输电线路抗风灾设计、改造提供依据,给电网防风灾提供技术支撑。     

山区架空输电线路设计风速计算分析

设计风速是架空输电线路设计中重要的气象要素之一,设计风速的合理取值直接关系到工程的安全与经济。绝大多数地处山区的输电线路无专门的气象观测站,在确定线路设计风速时,可通过代表性气象参证站风速资料进行频率计算以及利用基本风压反算的方法先计算设计风速,再将该设计风速按照调整公式计算出山区风速,通过大风调查以及结合附近已有线路的运行经验,综上对山区架空输电线路设计风速进行分析和取值。根据现行新的《建筑结构荷载规范》和《电力工程气象勘测技术规程》,为山区架空输电线路设计风速的计算和确定提供了分析思路和方法。     

上海电网风区分布特征及输电线路设计风速取值探讨

基于上海地区各气象站40年的风速统计资料,对上海地区的风速及风区特征进行了研究,认为由于统计年限较短造成各重现期风速取值偏小,提出采用用上海龙徐气象站的百年风速资料对各站40年的风速采用长序列方法进行各重现期风速进行修正,并采用修正后的风速划分了上海电网风区分布图.同时对不同重现期下不同电压等级输电线路的设计风速取值提出了建议.     

基于PnPoly算法的杆塔所属风区研判及风速配置校核研究

风载荷是输电线路杆塔的主要载荷,设计风速的取值直接影响线路运行安全和工程造价。随着气候条件的变化和风区图的迭代,输电杆塔设计风速与风区环境的偏差愈加明显,对电网安全带来威胁。本文提出一种基于PnPoly的杆塔所属风区研判方法,在对每级杆塔所属风区进行准确研判的基础上,结合PMS系统中的杆塔数据,给出设计风速配置校核模型。实证结果表明,人工剔除嵌套风区后,利用Pn Poly算法进行杆塔所属风区校核的准确率达到99.99%,且投运年限越早的杆塔设计风速与最低标准偏差越大。根据分析结果,有针对性地给出电网大修技改、运行维护工作建议。     

新疆地区750 kV线路工程冻胀地基基础上拔力计算探讨

冻土地区因冻胀作用产生的上拔力对架空输电线路基础的设计影响很大，做好冻土地区因冻胀作用产生的上拔力的计算十分重要。通过分析阿勒泰750 kV线路工程区域气象资料，发现其寒季冻结期10 m高50 a一遇风速约为全年统计风速的90%，风压的80%，也就是说冻结期风荷载比规范公式推荐取值大，若按规范取值易造成上拔力计算过小，架空输电线路基础设计不安全。为确保架空输电线路基础的安全性，结合规范中寒季冻结期基础上拔力设计值估算公式对本工程基础上拔力进行修正，取得了好的效果，可以为同类地区线路工程提供参考。     

山西电网风区分布研究

分析了山西电网输电线路近年来大面积风偏故障的类型及成因,结合山西地区的气候和风分布特征,采用极值Ⅰ型概率分布函数确定不同重现期最大风速,根据输电线路运行情况进行修正,得到山西电网30年一遇、50年一遇和100年一遇3种重现期下的风区分布,并提出了山西电网输电线路防风偏措施,以提高山西电网输电线路运行的安全可靠性.     

下击暴流作用下输电铁塔荷载取值及承载性能分析

下击暴流会给输电线路造成巨大危害,已引发生多起倒塔事故。基于ASCE关于高强度风区域输电线路设计的相关规定,综合考虑下击暴流尺度特征和输电线路经济性设计原则,提出了下击暴流作用下输电线路的设计荷载取值建议。采用Vicroy风速剖面模型,计算得到了内陆和沿海地区典型输电铁塔在下击暴流作用下的风荷载。建立了输电铁塔空间有限元分析模型,通过结构受力分析,确定了输电铁塔在下击暴流作用下的受力特征和破坏模式。结果表明:下击暴流作用下,输电铁塔杆件应力主要由45°大风控制。对于设计风速较低的内陆地区,尽管铁塔结构高度不在下击暴流最高风速区域,下击暴流风荷载明显高于常规风,塔腿横隔面以上主材会首先发生破坏;对于设计风速较高的沿海地区,下击暴流风荷载低于常规风,下击暴流在铁塔设计中不起控制作用。     

实测风速分析模拟及微地形下杆塔风速修正方法

输电线路运行安全受强风影响极大,但以往研究缺乏实测风速数据,忽略微地形对风速系数影响。基于气象观测站实测数据,对风速分布特征及重现期进行研究,完成脉动风速谱修正及模拟;通过Google Earth获取输电线路微地形参数,提出4种微地形下风速修正方法,计算风速修正系数。结果表明：GEV模型更适合于江苏地区风速概率分布密度拟合;江苏地区特高压输电线路设计风速应在34.5～39.0m/s;通过季风-台风-季风时间段内风速时程数据模拟得出脉动风速谱吻合程度较高;当杆塔呼称高一定时,风压修正系数随峰高或坡角的增加而变大;当杆塔呼称高/山高数值高于3.0时,风压修正系数为定值。研究结果可基于Google Earth微地形数据准确计算气象观测站附近微地形区杆塔风速。     

国内外输电线路风偏设计参数比较与分析

为优化和完善国内线路风偏设计参数的选取,比较分析了国内外输电线路风偏设计参数取值,结果发现:国内输电线路设计重现期明显低于国外,且以10 min平均风速来确定最大设计风速,对瞬时风影响估计不足,导致相同统计资料下所得的最大风速统计值明显低于国外。而关于线路设计最大风速最小值的规定导致了在越容易出现大风天气的地区,线路的安全水平反而越低的现象。此外,国外在风速高度换算系数、风压不均匀系数和微地形影响等参数选取偏严,这可能是造成国内输电线路抵御强风能力不足的重要原因之一。国内最新设计规范对线路风偏设计相关参数进行了部分修订,但以上参数还需根据实际运行经验进一步优化。故应加强气象资料观测和收集,积累运行资料,确定各参数合理取值,为风偏设计提供依据。     

特高压输电线路设计风速取值的探讨

输电线路杆塔主要荷载为风荷载,设计风速的取值直接影响线路的工程造价和线路的安全运行。文章针对1 000 kV交流特高压及±800 kV直流特高压输电线路的特点,与国际通用标准IEC进行了对比,对设计风速合理取值和风速基本高度进行了探讨。     

蒙西电网500kV架空输电线路跳闸情况分析及预防措施

对2003—2013年蒙西电网500 kV架空输电线路的跳闸次数及原因进行了统计分析,发现雷击、鸟害、风偏和外力破坏是造成蒙西电网500 kV架空输电线路跳闸的主要原因。对此制订了预防雷击、鸟害、风偏和外力破坏的具体措施,以提高蒙西电网500 kV架空输电线路的运行可靠性。     

南海诸海岛风能资源评估及其风机选型

针对南海亟待发展风力发电、支持海岛开发建设的需求,搜集整理东沙、西沙、南沙共6处海岛气象数据进行了风资源评估和风机选型。运用双参数Weibull分布评估了各站点的风资源情况,结合多种小型风力发电机组的风速功率输出特性曲线,估算了不同风力发电机组的容量系数;还结合基于广义Pareto极值分布模型的跨阈法,利用极大似然估计法计算各站点五十年一遇最大风速。分析结果表明,南海风资源分布和最大风速均具有显著的地域性特征,位于南海南北两侧的东沙岛和人骏滩风资源条件优越,而中部的永兴岛、珊瑚岛、太平岛和南子岛风资源相对贫乏;此外,受热带气旋纬向活动规律影响,最南沿人骏滩的五十年一遇最大风速仅为35 m/s,远低于其他岛礁。     

内蒙古电网弃风电量统计体系的建立及应用

对国内常用的几种弃风电量统计方法进行介绍,指出现有弃风电量统计方法存在的问题。在对弃风电量统计方法全面总结分析的基础上,结合内蒙古电网实际运行情况,确立了内蒙古电网风电弃风电量统计体系,通过对弃风电量监测系统监测、基于标杆风机弃风电量统计、具有代表性的测试风电场估算3种方法进行比对、校验,可以准确掌握网内各风电场弃风情况,对风机运行具有实际指导意义。     

南方电网沿海地区输电线路设计风速分析

由于早期和近期的线路设计所依据的规程不同,设计经验和线路运行经验不同,需要对不同风速的时距、高度和重现期进行合理的修正。为全面了解南方电网沿海地区输电线路的设计风速,以输送容量大且维护相对困难的500 kV和220 kV交流输电线路为主要对象,对设计风速及其地域分布特点进行了计算分析。结果表明：广东、广西沿海线路离海岸距离与设计风速成反比关系,海南省为抵御强台风,其输电线路均采用较高的设计风速。     

考虑风速风向联合分布的大风灾害下电力断线倒塔概率预测

针对实际线路风速与风向数据很难获取、现有大风灾害下断线倒塔概率预测误差偏高的不足,提出了考虑风速风向相关性的电力断线倒塔概率预测模型。该模型采用风速概率密度函数和风向频度的乘积表示联合概率密度函数,计算输电线路高度各风向的有效最优概率分布类型及参数。利用输电线路风荷载模型和铁塔风荷载模型计算得到各个方向下线路和铁塔能承受的最大风速。对数值天气预报数据进行处理,采用高度修正和插值映射后的预报风速数据作为输入参数,实现线路气象数据不足时风灾下电力断线倒塔的概率高精度预测。     

典型微地形下的风速特性及其在输配电线路杆塔设计中的应用

中国荷载规范对不同地形下的风速取值进行了规定。尽管如此,由于实际地形千差万别,特别是在微地形、微气象环境下,采用的设计值与实际值有时差别较大,造成倒塔断线情况时有发生。针对山丘、悬崖和垭口3种微地形,从杆塔设计的角度出发对微地形环境下的风场特性进行了仿真分析。推导出了典型微地形环境下的杆塔风速修正系数计算公式,并给出了适用条件。最后通过两基塔线模型验证了大风作用时不同微地形种类对输配电线路的影响。计算结果表明,给出的计算公式更适用于架空输配电线路的设计或验算。为位于垭口地形中的线路的精细计算提供了参考。     

蒙西电网风力发电三公调度方法研究

为保证各风电企业的合理权益,促进电网和风电场协调运行,研究电网在不能全额接纳风电的情况下,风电场间的有功功率分配方法,即"三公调度"方法。分析和对比了多种可能的风电三公调度方法。根据蒙西电网现阶段采用的风电有功功率分配办法和应用情况,对近几年的风电运行数据进行分析后认为,蒙西电网采用的基于多种策略的三公调度措施是有效的,该措施在促进风电行业良性发展、缓解场网矛盾方面取得了良好效果。     

基于Nakagami分布的风速概率分布拟合研究

准确地拟合风速概率分布对估算潜在风场所蕴含的风能有着重要的作用。本文引入了二参数Nakagami分布对美国西部涵盖沿海、海岛和内陆的八个站点风速数据进行拟合,并对比瑞丽分布、伽马分布、威布尔分布、对数正态分布、广义极值分布以及Johnson SB分布,使用决定系数、均方根误差、误差平方和以及Kolmogorov-Smirnov四个拟合指标进行校验。Nakagami分布与参数较少的瑞丽分布、伽马分布、逻辑对数分布以及威布尔分布精度进行比较,Nakagami分布在八个站点的四个拟合指标均值中取得最优的拟合精度。与三参数的广义极值分布以及四参数Johnson SB分布进行拟合对比,Nakagami分布在四个站点获得最优精度。根据风速数据的统计结果,当站点的平均风速低于3m/s时,Nakagami比其它分布获得了更高的拟合精度。考虑Nakagami简便的计算以及较高的精度,Nakagami分布在拟合风速概率分布领域更具优势。