智能型输电线路局部气象监测单元的设计与实现

安装在输电线上的智能型输电线路局部气象监测单元位于输电网灾害预警和决策系统的现场层,能够实现输电线路微气象参数的实时监测,为电网调度以及灾害预预警系统提供信息。文章基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)和"DSP+CPLD"硬件结构,设计了智能型微气象在线监测装置,并对设计中的关键问题进行了讨论。试验结果显示,所设计的在线监测装置可实现环境温度、湿度、大气压力、风速和风向等局部气象工况参数,还可提供控制系统所需的数字量和模拟量输出。     

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。     

基于在线监测系统的输电线路覆冰数据统计与分析

输电线路覆冰在线监测系统可以实现对架空输电线路覆冰状况的实时在线监测。为此,基于输电线路覆冰在线监测系统的监测数据,统计得到了数据特征和覆冰数据聚集类型;发现测量终端普遍仅记录厚度>2mm的线路覆冰,且在覆冰期间无法测得风速及风向;有效覆冰数据主要以短期振荡、中短期维持、较长期维持以及完整发展过程4种方式聚集,其中具有明显增长和消融阶段的完整过程覆冰对线路威胁最大。此外,在风速和风向等微气象监测参量缺失的情况下,对长期低温高湿环境下的覆冰发展趋势进行了整体和局部的分析,发现单位时间覆冰增长质量基本满足均值为0、过峰度、正偏离的类正态分布,且覆冰增长阶段呈线性增长态势,一次函数模型拟合效果较指数模型更好。结果表明:只有持续时间较长的低温雨雪冰冻天气环境下形成的覆冰才可能对线路安全运行造成威胁;单位时间覆冰增长质量近似服从正态分布;覆冰稳定增长时期,覆冰质量序列与时间呈相关度很高的一次线性函数关系,可考虑建立简单的线性增长模型应用于线路覆冰预警。     

输电线路在线监测技术在青藏联网工程中的应用

青藏联网工程沿线的气候、地质、城市分布等因素导致输电线路运行存在很大的安全隐患,鉴于此,提出在唐古拉山口、昆仑河道、布曲河道等线路事故易发区安装在线监测装置。所安装的在线监测装置采用高精度新型传感器获取现场数据,能实时监测线路气象信息(风速、风向、雨量、日照、气压)以及导线、绝缘子、杆塔等输电设备的运行状态信息。该系统采用太阳能加蓄电池与导线互感取能2种供电模式,以及"光纤通信为主、无线接入为辅"的传输网络,以确保数据传输稳定高效。运行数据分析结果表明:导线温度在不同安置点和不同时间段会有较大幅度变化,而底线温度未发现变化;输电杆塔未发现异常倾斜,运行状态良好;该装置能够长时间监测线路的运行情况,实现了高压输电线路运行工况的智能化监测。可见,安装在线监测系统可实现灾害预警并保障线路安全运行,并为线路的状态检修提供依据。     

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。     

动态提高输电线容量数据采集系统的设计与实现

现设计并开发出一种动态提高输电线路容量的在线监测系统,它由监控管理系统和多个安装在架空线路耐张塔上的数据采集终端组成,通过GPRS/GSM网络完成数据的远程无线传输。研制的DLR数据采集系统基于C8051F040单片机,全天候实时监测线路张力以及风速、风向、环境温度和辐射温度等线路容量相关的气候信息,主要完成数据的采样、放大、滤波、处理、存储和无线传输。在硬件和软件两方面采取了有效措施,提高了整个在线监测系统的测量精度和抗干扰性。研制的在线监测系统目前处于试运行阶段,运行结果表明,该数据采集系统运行稳定、可靠,完全满足设计要求。     

输电线路沿线风速的分布式监测

风对输电线路的影响最为频繁且持续时间较长,输电线路上风速的分布式监测可观测到整条线路的风速分布,对输电线路的防振及防振定位有一定的指导作用,因此输电线路上的风速的分布式监测极为重要。文中以两条实验线路为例,根据卡门漩涡理论公式中振动频率与风速的关系计算相应时刻和相应位置的风速,并与微气象风速进行对比分析,结果显示这一稳定的振动频率能够很好地反映风速在输电线路上风速随时间的变化,预测风速的精度较高,为输电线路上振动研究提供理论依据,有一定的实用价值。     

基于气象参数聚类分析的高原地区输电线路在线监测装置电源选择

在线监测是保障电网安全运行和智能运检的重要手段,不同于变电设备,输电在线监测在交通条件差、运行维护难度大的高原地区作用尤为凸显,但输电在线监测装置电源供电不足及环境适应性差等问题尤为突出,其运行状况高度依赖于线路途经的气象环境条件,因而输电线路在线监测装置电源选择的气象环境判定尤为重要。提出影响高原地区输电线路在线监测装置电源的关键气象环境因子,采用聚类算法实现高原地区气象环境分类,获得高原地区输电线路在线监测装置电源选择的4个典型气象区域,进而提出高原地区输电线路在线监测装置电源供电方式选择的普适性建议,为高原地区输电线路在线监测装置电源选择提供参考。     

青海电网输电线路在线监测主站系统建设方案探讨

青海省电力公司已开展微气象、视频、覆冰等多项输电线路在线监测,部分监测数据整合在750 kV输电线路在线监测系统平台进行统一监测管理,部分视频监测数据只能通过外网平台进行监测,导致监测数据信息无法全部在整个公司系统内共享,未能充分发挥线路监测的作用。文章结合国家电网公司关于输电线路在线监测主站系统设计的要求,提出将各类在线监测系统进行整合的建设方案。     

基于xPC目标的输电线路微气象数据实时采集系统

介绍了一种输电线路微气象数据实时采集系统,此系统是基于Matlab/Simulink下xPC目标搭建的硬软件结合的实时仿真平台。它利用微气象传感器、信号调理板、数据采集卡和双PC机,通过以太网实现数据实时采集与可视化显示,同时利用数据进行Simulink下的输电线路相关理论计算,为模型算法的开发与数据的监测提供较为便捷的途径。通过实验,该采集环境在基于实验室的输电线路工况模拟中具有一定的实用性。