考虑灰色关联权重的PSO-LSSVM输电线路覆冰厚度预测模型

为了提高输电线路覆冰厚度预测精度,利用灰色关联分析确定覆冰影响因素对输电线路覆冰增长量的影响权重,采用PSO算法对LSSVM的参数优化,建立了考虑灰色关联权重的PSO-LSSVM输电线路覆冰厚度预测模型。采用实际运行线路的覆冰增长数据进行仿真分析,并与其他覆冰预测模型对比,考虑灰色关联权重的PSO-LSSVM输电线路等值覆冰厚度预测模型的均方根误差、平均相对误差和全局最大误差分别为0.575、3.124%和4.015%,均小于其他三种预测模型,验证了模型的正确性和实用性。     

基于光学成像和测距原理的测定架空输电导线覆冰厚度的装置及其方法

输电线路覆冰灾害危害整个电网安全稳定运行。为解决现有输电导线等值覆冰厚度测量中设备的可靠性较差,设备运行环境复杂,测量方法繁琐等问题,开发了一套基于光学成像原理和测距原理的一体化、便携式测量导线覆冰厚度的装置。从激光测距和十字分划测距的基本方程出发,推导了根据观测距离和密位值来计算输电导线等值覆冰厚度的方法,同时也介绍了利用该装置测量观测距离和密位值的方法。对于固定装置、观测距离、环境光线强弱对观测冰厚影响的问题,通过对比不同条件下观测导线覆冰情况的实验数据发现了一系列对于提高了测量结果准确性有益的结论。文章还从系统误差入手,深入剖析了实验结果中误差的来源,得到了该测量输电导线覆冰厚度的装置在中、近距离以及导线有8mm以上冰厚时能有效观测冰厚的结论,这与实验中得到的结论一致。     

输电线路覆冰监测的OPGW传感应用研究

近年来,我国输电线路遭受冰灾的影响日益严重,研究发现能够准确监测线路覆冰情况,进而采取防冰、除冰的措施至关重要。特别在我国南方地区冬季输电线路容易受到自然覆冰的影响,出现输电线路断线、覆冰闪络和倒塔等电力事故,因此冬季输电线路覆冰情况已经成为电网安全运行研究的主要问题。基于OPGW光缆的输电线路故障定位技术,首先将OPGW传感覆冰监测系统投入实际运用,并观察其应用结果。然后将系统挂网后的运行监测数据和输电线路上实际覆冰数据进行对比分析,发现OPGW传感覆冰监测系统能有效监测到线路上覆冰的情况,并给予正确的提示。同时,仿真结果与实际情况结果几乎无误差,证明了此OPGW传感覆冰监测系统的可行性。     

采用模糊逻辑理论的覆冰厚度预测模型

针对输电线路覆冰对电网造成巨大损害,以及目前覆冰预测研究较少等问题,提出了基于模糊逻辑理论的覆冰厚度预测模型的建立方法.分析了贵州电网8条输电线路的覆冰现场监测数据,初步确定了25条有效模糊规则,并建立了基于模糊逻辑理论的覆冰厚度预测模型.预测模型的验证结果表明:模型预测的覆冰厚度值与现场实际覆冰厚度值的误差＜5 mm...     

基于时间序列分析与卡尔曼滤波的输电线路覆冰短期预测

为降低输电线路覆冰事故的影响,对输电线路覆冰厚度进行准确的短期预测将能够有效地指导电网抗冰工作。为此从输电线路覆冰是一种时间累积过程的角度出发,提出了一种基于时间序列分析与卡尔曼滤波算法混合的线路覆冰短期预测模型。模型利用导线覆冰量的时间数据序列所具有的自相关性和时序性,有效减少了现有覆冰预测模型由于测量到的各种微气象因素存在的误差累积到覆冰预测结果中的影响。最后,通过搭建的电力系统微气候模拟平台进行模拟覆冰试验来对预测模型进行了验证,其短期预测平均绝对误差为0.78%。同时,通过从贵州电网在线监测系统上提取实际覆冰数据,验证了预测模型的短期预测平均绝对误差为2.58%。这证实了该模型的有效性,能够为输电线路除冰工作提供参考。     

精细化气象要素下输电线路覆冰预测预警研究

南方地区冬季输电线路自然覆冰是线路运维难题和灾害预防课题,迫切需要提升该地区线路覆冰预测预警能力。文章在分析国内外输电线路覆冰预测模型及工程应用问题基础上,总结出精细化气象要素下基于统计-经验知识确定覆冰等级方法进而建立覆冰等级区划,再结合线路穿越自然环境的地形地貌及气象影响因素构建相应的具有较强泛化能力的输电覆冰预测预警模型,从而建立有效的线路覆冰预测预警工作机制。2年应用实践验证,该线路覆冰预测预警模型及工作机制能准确地预测预警线路覆冰状态及大幅提升线路覆冰灾害的预防能力和技术水平,从而为南方地区冬季预防和应对输电线路覆冰灾害提供技术手段,保障该地区输电线路在自然覆冰极端环境下稳定运行。     

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。     

基于三维重建的输电线路覆冰在线监测方法

输电线路覆冰常危害电力系统安全运行,有效监测输电线路覆冰状况能够预防由覆冰引起的重大电力事故。文中提出一种基于图像三维重建的输电线路覆冰在线监测方法,该方法利用计算机双目视觉原理,通过2台不同位置的摄像机采集同一段线路的2幅覆冰图像,检测出图像的匹配点,利用图像间的视差计算线路覆冰在三维空间的深度,重建出线路覆冰的三维模型,最后由三维模型计算得到线路覆冰的厚度及其分布状况。应用所提出方法对2组实测图像进行三维重建分析,结果表明该方法不仅能够准确计算线路覆冰的厚度,还可反映覆冰的厚度分布特征。     

输电线路覆冰厚度的小波分析图像识别

针对现有输电线路覆冰厚度检测方法的不足,利用南方电网输电线路灾害(覆冰)预警系统中的覆冰图像,选择3阶B样条函数作为平滑函数构造小波基对覆冰图像进行多尺度边缘检测,再采用Hough变换对图像检测边缘进行连接,通过对比导线覆冰前后的厚度差,实现覆冰厚度自动计算。结果表明:多尺度小波边缘检测信息融合与Hough变换直线检测算法,对离散误差、局部断裂等缺陷不敏感,能剔除覆冰图像中冗余和虚假边缘,从而在实际噪声图像中提取所有覆冰导线边缘,图像分辨率提高有助于减少计算误差。最后,经与南方电网输电线路灾害(覆冰)预警系统监测的数据进行对比,所得误差2.5 mm,表明该方法可用于输电线路覆冰厚度在线监测。     

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。     

基于北斗载波差分定位技术的输电线路覆冰厚度研究

针对传统拉力倾斜传感器以及摄像头监控系统在长期监测高压输电线路覆冰厚度时易出现的使用寿命短、监测精度低、传输速度慢等问题。本文设计了一种基于北斗导航通讯技术的输电线路覆冰情况实时监测系统。该系统利用北斗载波差分定位原理准确获取输电线路的高精度空间三维位置坐标信息,后将位置坐标信息统一到笛卡尔坐标系下进行定位误差修正,根据时域条件下输电线位置变化、输电线线长度和仪器安装位置等多种变量构建覆冰厚度计算模型,并将该模型嵌入智能导线定位终端,构建输电线路监测网络,实现全时段、全位置监测输电线路覆冰厚度情况。通过室内室外多次实验测试证明,该系统可有效实现毫米级精度、毫秒级速度的输电线路覆冰情况实时监测反馈。     

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。     

基于时间序列迭代的输电线路覆冰厚度估计方法

冰灾严重影响输电线路的安全运行,会造成巨大的经济损失。当覆冰产生后,输电线路的弧垂最低点有可能产生位置变化,杆塔拉力传感器所承受的导线长度也会随之变化。文中提出一种基于时间序列迭代的输电线路覆冰厚度估计方法,通过多次迭代计算覆冰与线路等效厚度与密度,以减小弧垂最低点位置变化对覆冰厚度测量的影响。在承受导线长度持续增加、先增加后减少、持续减少、先减少后增加的4种仿真实验情景中,所提出的覆冰厚度估计方法的准确性及科学性均得到了验证。     

基于小波变换和形态学处理的输电线路覆冰监测系统

为解决高压架空线路覆冰灾害监测困难的问题,设计了一种基于小波变换与图像形态学处理的输电线路覆冰远程监测系统。系统硬件部分为直接安装于输电线路的球体终端装置,装置通过感应取电供电,实时采集现场图片。针对现有覆冰厚度图像测量算法对噪声敏感的问题,提出通过小波变换分离图像高频与低频分量,结合形态学开闭运算对覆冰线路边缘进行处理,可有效抑制噪声与光照等干扰因素。经验证,系统能够准确测量线路覆冰厚度,实现线路覆冰的有效监测。     

重冰区覆冰对同塔双回交流输电线路参数的影响研究

为研究重冰区覆冰对交流输电线路参数的影响,分析了线路覆冰对弧垂的影响以及弧垂对线路参数的影响。在MATLAB环境下,对同塔双回交流输电线路利用线路参数计算软件仿真验证弧垂变化对线路参数的影响。结果表明:覆冰对零序参数有较大影响,实际应用中需考虑该影响因素,在覆冰较厚情况下应对零序参数进行修正。     

基于航拍的输电线路覆冰厚度监测研究

随着无人机技术的迅速发展,采用无人机对输电线路进行巡视已逐步成为智能运检的趋势。文中提出了一种基于航拍的输电线路覆冰厚度监测方法。首先采用基于小波阈值去噪的图像预处理方法突出航拍图像中的输电线路信息,消除模糊干扰;然后引入二维OTSU算法求取最佳阈值优化传统Canny算子,利用优化算子检测出输电线路边界轮廓;最后,在边界轮廓检测的基础上通过比较覆冰前后输电线路区域图像像素宽度,结合实际输电线路直径求取覆冰厚度。实验结果表明,文中所提方法可对输电线路覆冰厚度进行有效监测,所测误差可达1.5%。     

基于动态拉力与倾角的输电线路覆冰过程辨识与建模

输电线路覆冰会严重影响电网的安全稳定运行,因此准确地监测线路覆冰情况对电力系统的安全运行具有重要作用。针对目前基于动态拉力与倾角的架空输电线路覆冰力学模型对现场线路覆冰的监测还有一定误差,提出了以导线动态拉力、倾角为输入,等值覆冰厚度为输出的多输入单输出耐张塔覆冰监测模型。采用系统辨识的方法,利用便于工程实践的Matlab系统辨识工具箱辨识与建模出最终模型。研究表明,最终辨识得到的模型满足实际现场情况,能准确地监测输电线路的覆冰过程情况,并为线路覆冰监测提出了一种新思路。     

输电线路覆冰关键影响因素分析

输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全运行,开展输电线路覆冰机理的研究对于提高覆冰区线路运行的可靠性具有重要意义。为此,首次提出了覆冰影响深度分析法,定义了公式和分析步骤,利用该方法分析了贵州电网220kV铜黎线现场覆冰的监测数据,确定了线路覆冰与微气象条件（环境温度、环境湿度、环境风速）和导线温度等因素之间的关系,并与灰关联分析法进行了对比研究。结果表明：覆冰最关键的影响因素为风速,其次为导线温度和环境温度,影响最小的为环境湿度。     

直线杆塔两侧导线覆冰厚度的改进称重法

当直线杆塔前后两个档距相差过大时,会极大的影响称重法测量输电线路覆冰厚度的准确性。在传统称重法计算输电线路导线覆冰厚度模型的基础上,采用覆冰前后导线长度的变化,加以主杆塔两侧倾斜角度的测量,建立新的数学模型,可分别求解直线杆塔两侧导线的覆冰质量,以此进一步计算出导线的覆冰厚度,可避免因直线杆前后档距过大使计算误差过大的影响。通过搭建模拟实验,验证了该改进称重法的准确性相对较高。     

特殊地形下输电线路等值覆冰厚度计算模型有效性分析和改进研究

覆冰是影响电网安全运行的最主要威胁之一。输电线路覆冰在线监测是防治电网覆冰灾害的有效手段,其中称重法获得广泛应用。我国地形复杂多变,特殊地形对输电线路受力有较大影响。为了分析输电线路覆冰在线监测中直线塔输电线路等值覆冰厚度计算模型在常见输电线路纵断面模型下的有效性,文章采用有限元法建立输电线路力学仿真模型,研究输电线路过谷模型、翻山模型以及连续上(下)山模型下输电线路等值覆冰厚度计算结果的准确性,提出考虑等效长度变化的直线塔输电线路等值覆冰厚度计算模型。结果表明,在均匀覆冰下,对于输电线路过谷模型,当杆塔高差系数绝对值不超过0.2时,等值覆冰厚度计算结果与假设值相对误差在16%以内;然而当杆塔高差系数较大时,如杆塔高差系数为–0.3,等值覆冰厚度计算结果与假设值相对误差大于40%。将等值覆冰厚度计算模型改进后,等值覆冰厚度计算结果与假设值相对误差变小,且覆冰厚度越大,相对误差越小。对于输电线路翻山模型和连续上(下)山模型,等值覆冰厚度计算厚度结果相对误差不超过5%。