架空输电线路覆冰在线监测系统的开发与应用

针对现有输电线路覆冰监测手段存在的不足,开发了1种新型输电线路覆冰在线监测系统。该系统由高电位在线监测装置、低电位在线监测装置、自动气象站、传输网络及主站系统等组成,通过实时采集环境微气象数据、导线特征数据及线路走廊图像数据,计算出导线等值覆冰厚度;结合覆冰图像信息及现场微气象数据,实现对线路覆冰情况的预警。通过在某500 kV输电线路上实际应用,证明了该系统对输电线路覆冰监测预警的有效性。     

输电线路覆冰在线监测系统国内外研究综述

输电线路覆冰会影响电网的安全稳定运行,国内外对于输电线路覆冰在线监测进行了很多研究,笔者旨在分析当前覆冰在线监测系统的研究成果。首先,讲述了国内外关于输电线路覆冰过程预测的模型,包括基于热力学机理、流体力学机理和实测数据模拟等建立起的数学模型,并分析对比了其优缺点;其次,介绍了目前覆冰导线在线监测技术,包括视频监测技术、力学载荷计算监测覆冰厚度、倾角变化监测弧垂等技术;最后,指出了现有覆冰监测技术的一些不足之处,并提出了一些改进意见。     

基于GSM SMS的输电线路覆冰在线监测系统

研发基于通用移动通信系统/短信息服务(GSMSMS)的输电线路覆冰在线监测系统,整个系统主要由省监测中心主机、地市局中心主机、线路监测分机组成,给出了系统拓扑图。叙述了系统的技术特点,给出了监测分机的硬件原理框图和软件及INT0中断程序的流程图,监测分机供电系统采用太阳能电池对蓄电池浮冲电的方式。论述了专家软件的功能、导线覆冰模型计算和分析、覆冰预测模型研究等。设计的输电线路覆冰在线监测系统运行效果良好。     

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。     

华中电网输电线路覆冰在线监测系统运行情况分析

文章介绍了华中电网500kV直属输电线路覆冰在线监测系统的布点情况、原理及功能,对输电线路典型覆冰进行了分析,并对该系统在运行过程中取得的经验进行了详细介绍,最后给出下一步改进完善建议。     

导线覆冰监测系统的力学模型与预警功能优化

研究输电线路覆冰在线监测系统的覆冰厚度预测模型以及预警功能的实现与优化。以覆冰线路为研究对象,对其进行力学分析,考虑耐张绝缘子串等不均匀载荷以及风偏平面的载荷,建立了输电线路综合荷载的等值覆冰厚度预测模型,并依据该模型建立导线覆冰在线监测系统。运用输电线路内部循环应力与疲劳振动次数的s-N曲线得出输电线路强度衰减的计算公式,依据导线剩余强度给出导线疲劳度概念及公式,并考虑导线疲劳度对覆冰监测系统的预警值进行修正。实验结果表明,监测系统可以更准确地发出报警信号。     

覆冰在线监测技术在1000kV特高压输电线路中的应用

1000 kV晋东南—南阳—荆门交流特高压试验示范工程是世界上第一个以额定电压长期运行的特高压工程。为了实现在线监测该特高压线路的覆冰情况,进行了该线路走向及沿线地形气候特征的调查,总结了目前覆冰在线监测技术的研究现状,阐述了输电线路覆冰力学、气象数据监测单元和图像/视频监控单元两种覆冰监测技术的工作原理,重点分析了覆冰监测单元和图像/视频监控单元在该特高压线路中的应用。实际应用结果表明,覆冰在线监测技术有效地监测了线路的覆冰情况。指出覆冰在线监测技术对保证特高压输电线路的安全运行以及促进国家智能电网计划的开展具有十分重要的意义。     

BOTDR技术在输电线路覆冰实时监测中的应用探讨

为了减少输电线路覆冰造成的事故,提出采用布里渊光时域反射（BOTDR）技术对线路进行在线实时监测,进而做到提前预警并获得线路覆冰后应力和温度资料,掌握覆冰规律,更好地维护电网安全运行。介绍了输电线路覆冰的形成机理,阐述了覆冰的成因及其造成的危害。分析了布里渊温度应变传感原理,对基于BOTDR的温度应变测量方案进行探讨,并同现有的几种输电线路覆冰综合监测装置进行比较,指出了系统的优点及有待解决的问题。     

采用多变量模糊控制的输电线路覆冰状态评估

目前架空输电线路在线监测系统中覆冰状态通过阈值方法进行评估,由于监测技术和理论模型的考虑因素有限等原因导致准确率较低。输电线路覆冰与微气象参数(如环境温度和相对湿度)的相关性较大。为提高输电线路覆冰状态评估准确率,以输电线路在线监测系统为基础,综合考虑系统的等效覆冰厚度、微气象参数以及覆冰持续时间等,提出了一种采用多变量模糊控制技术的输电线路覆冰状态评估方法,并建立了模糊推理规则。通过南方电网输电线路灾害(覆冰)预警系统的现场监测数据验证了该方法的准确性和可行性。     

覆冰在线监测预警系统研究现状分析

自2008年冰灾以后,覆冰在线监测技术受到普遍重视,国家电网管辖的华中、湖南、浙江、福建等地电网,南方电网管辖的广东、广西、云南、贵州省网和超高压电网先后研制出覆冰监测系统并投入使用。首先总结了目前输电线路覆冰在线监测系统和监测模型的研究现状,并分别展开分析论述,同时阐述了南方电网覆冰监测系统运行流程,并对在线监测系统运行期间所获得的大量运行数据进行大数据处理的发展趋势提出了看法和意见。最后,对覆冰在线监测预警系统做出了总结和展望。     

电力架空线路覆冰雪的国内外研究现状

总结了国内外电力覆冰雪的研究现状,包括线路覆冰雪造成的危害,以及覆冰雪与气象因素之间的关系、覆冰雪增长预测模型、冰雪在线监测、线路除冰技术等方面的研究成果。文章还介绍了作者研发的输电线路冰雪在线监测系统的实际运行效果,并重点分析了转移负载法、短路法、交直流电流法等几种常见热力除冰方法的适用条件。     

基于ZigBee的覆冰区杆塔倾斜在线监测系统设计

现有覆冰区输电杆塔倾斜检测系统存在检测手段单一、自动化程度低、检测效果差、无法提前预警等缺点,严重影响了覆冰区输电杆塔倾斜检测的及时性和准确性,为覆冰区输电杆塔倒塔事故的发生埋下了巨大的隐患。针对该问题设计了一种基于ZigBee技术的覆冰区杆塔倾斜在线监测系统。该系统使用倾角传感器和拉力传感器作为检测及预警杆塔倾斜的依据,使用ZigBee无线传感器网络进行被检测区段内的数据交互,使用GPRS技术进行数据的远程传输,使用太阳能电池板提供能源。该系统实现了覆冰区输电杆塔倾斜的实时在线监测及预警等功能,对预防输电杆塔倒塔事故的发生有一定促进作用。     

在线监测和GIS用于输电线路管理系统

为了加强输电线路状态运行管理,介绍了线路管理系统的数据结构、系统建立方法后分析了系统的功能:安排定期的线路巡视;及时采取措施预防突发事故的发生,实现输电线路的状态监测、状态巡视、状态检修等;对设备的基本参数和经验数据进行自动修正,并通过嵌入的各种算法、模型结合GIS系统绘制该地区的电子污区分布图、覆冰分布图等。实际运行证明,该系统对线路的安全运行起到了监测作用。     

冰雪灾害条件下我国电网安全运行面临的问题

论述了防止复杂大电网发生冰灾事故的各个环节,介绍了研究现状和存在的问题,指出了在冰雪灾害条件下我国复杂大电网安全运行需要加强研究的8个关键问题：覆冰机理、覆冰外绝缘故障机理、有效的防冰、除冰方法、大电网覆冰在线监测与诊断方法、覆冰线路灾害局部化设计、电网覆冰在线评估、预警与决策以及建立复杂大电网覆冰灾害应急处理体系,并提出了可能的解决方法。     

基于支持向量机和模糊控制的输电线路覆冰状态评估模型

输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全运行。为提高输电线路覆冰状态评估准确率,以输电线路覆冰监测系统为基础,综合考虑监测系统的等效覆冰厚度、微气象参数以及覆冰持续时间等,提出基于支持向量机和模糊控制的输电线路覆冰状态评估模型。支持向量机实现覆冰状态的初步分类,输出无覆冰状态和有覆冰状态,针对有覆冰的状态进一步通过模糊控制评估模型对覆冰的严重程度作出准确评估,输出线路覆冰综合评估结果。实验数据验证了评估模型的准确性和可行性。     

基于在线监测数据的输电线路覆冰形态研究

基于在线监测系统的覆冰监测数据,对南方电网输电线路4种覆冰形态进行研究,分析这些覆冰形态和覆冰量与气温、湿度等气象条件间的关系及其对输电线路的影响.分析结果表明,在一定的风速、云中冰晶含量等条件下,温度只要达到约-5℃就有可能产生雾凇覆冰;云南、贵州高海拔山区由于低温雨雪天气较长,覆冰过程容易向混合淞覆冰发展,对输电线路危害极大.     

线路覆冰与局部气象因素的关系

气象参数对电力系统覆冰有着决定性的影响,由于缺乏现场有效监测数据,针对气象与覆冰之间关系的研究进展缓慢。笔者前期开发的输电线路覆冰在线监测系统可实现线路局部气象条件和线路覆冰状况的实时监测。基于现场监测数据笔者又进行了线路覆冰与局部气象因素之间关系的研究,结果表明:覆冰形成、自动脱落过程与气象条件之间关系密切,线路覆冰形成需要特定的环境条件;采用单一环境温度、湿度、风速等气象要素进行覆冰预测的可靠性差,尤其误报率过高,如采用风速进行预测误报率高达248%;采用多气象因素进行覆冰预测的准确率达到67%,误报率、漏报率分别为18%和39%;通过模糊理论进行气象因素与覆冰预测得到了理想的结果,预测准确率达到86%,误报率、漏报率仅为13%和3%。     

基于神经网络与布里渊散射监测技术的线路覆冰计算方法研究

针对目前单纯采用点式覆冰监测终端对输电线路覆冰情况实时监测时,因终端续航时间短、摄像球机本身凝冰或结雾、拉力传感器难校准、终端安装维护困难、覆盖范围有限等造成覆冰效能低等问题,提出了一种基于神经网络与布里渊散射监测技术的线路覆冰计算方法。通过在OPGW线路两端安装布里渊传感器,测量布里渊散射信号的强度及频移,计算任意点光纤温度及应变,利用RBF神经网络对应变及气象参数建模,计算线路覆冰厚度。经系统运行数据证明,该方法能够有效结合气象参数修正OPGW应力法计算的覆冰厚度误差,提高覆冰监测效率及准确性。     

架空输电导线覆冰及舞动在线监测技术综述

近年来,架空输电线路的覆冰和舞动在线监测技术取得了长足的发展。介绍导线覆冰舞动造成的危害、覆冰舞动的产生机理和监测方式以及导线覆冰舞动在线监测技术国内外的应用现状和发展趋势;重点介绍了光纤传感器在输电导线覆冰舞动监测技术应用中的优越性。