基于张力的输电线路动态增容系统

开发了一种实时监测输电线路张力和气象条件动态确定线路输送容量的增容系统,使用气候模型和导线温度模型,通过现场试验和回归分析方法建立导线张力和平均温度的数学关系式,利用张力测量值推算得导线平均温度,结合数据采集与监控(SCADA)系统提供的线路实时负荷电流,计算确定线路的最大输送容量.系统由多个装在耐张塔上的数据采集终端和主站的监控管理平台组成,数据采集终端与监控平台通过移动通信网络GPRS/GSM方式进行数据传输.系统根据不同的条件研究回归分析统计方法,确定了重要的导线张力-平均温度三次曲线关系式,大大提高了容量计算的准确度.     

基于ZigBee输电线路多元化在线监测系统的设计

设计一种用于架空输电线路状态监测的数据采集通信系统。该系统有若干个终端节点,每个终端节点利用微控制器实现输电线路状态参数的采集,通过zigbee技术传输到基站（协调器）节点,基站（协调器）节点无线通信模块通过公用移动通信网移动分组交换业务（GPRS）与监控主站进行数据通信。其中在终端节点和基站节点间采用一对一和一对多的方式进行通讯,实现实时可靠的数据通信和数据采集控制。在线监测电力设备节约成本且提高了系统的效率。     

架空输电线路运行和故障综合监测评估系统

为了有效预防和减少线路事故,提高线路运行和管理水平,设计了一个统一的应用平台构建架空输电线路运行和故障综合监测评估系统对线路主要运行状态和故障情况进行在线监测、实时分析和综合评估。该系统通过安装在现场的数据采集终端和控制中心的监控主站对输电线路的导线、杆塔、绝缘子等设备进行全方位实时监控,可根据需要灵活配置实现绝缘子污秽、零值绝缘子、导线弧垂、导线温度在线监测及线路危险点实时视频监控、线路故障检测和定位等多种功能。输电线路运行和管理部门通过对系统各类监测数据的统计分析,能及时掌握线路关键运行状态的变化,为输电线路的状态检修奠定坚实的基础。     

基于3G物联网的高压输电线路多状态信息监测系统

开发了一种基于3G物联网技术的综合数字化图像监控及运行状态参数监控等多种监测方法于一体的输电线路多状态信息监测系统,系统将图像信号、传感器采集的设备状态信号进行数字化,通过3G无线通信网络实时传输至多种移动接入终端,从而实现高压输电线路多状态信息监测。系统设计分为数据采集终端层、3G传输层、专家分析控制系统层3层结构,其中3G传输层采用自适应带宽的3G无线数据传输技术,充分利用中国电信、中国联通、中国移动3G网络,通过软件自动切换3种网络中信号较好的1个网络,根据多条链路的带宽,自动分配音视频数据以及设备运行状态数据的带宽,大大增加了网络通信带宽,提高了视频、音频的传输质量,保证了输电线路监测系统的稳定性、可靠性、实时性。     

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。     

架空输电线路雷击监测系统

为解决电力输电线路雷电绕击与反击事故难以辨别的问题,提出在架空输电线路的绝缘子串悬挂金具处和杆塔横担下方竖杆处安装Rogowski型电流传感器,并根据2个传感器输出电流的极性关系判别绝缘闪络类型。以单片机为核心开发了输电线路雷击监测系统,线路监测终端通过无线接力传输模式与变电站监控主站传输数据;在输电线路遭受雷击时,发送雷击类型、杆塔位置等信息,自动形成雷击数据库。系统软件分为终端部分软件和变电站主控制室系统软件,终端软件采用C语言编程。该监测系统已在110kV线投入运行。     

输电线路三射频物联无线网桥关键技术研究

随着输电线路电压等级与输送容量的不断提升以及电网分布范围越来越广,实时、远程监控输电线路运行状态已成为输电线路安全运行的重点工作之一。通过低廉、可靠的无线专网可以有效减少租用公用数据网的通信费用,增加通信带宽,降低数据安全风险。将视频图像和传感数据实时传输到线路监测中心后,管理人员可以在线路监测中心实现对设备的远程实时监控,及时发现问题并进行处理,保障输电线路的安全稳定运行,并且可以通过在无人机和人工巡检终端搭载无线专网模块,实现无人机和人工巡检终端设备实时视频和数据的传输。实践证明,无线专网技术的应用可以使输电线路监测系统具有实时性、大数据量传输、高质量的视频图像以及更好的稳定性,以支持输电线路运行状态感知、预警、分析、评估等工作。     

输电线路分布式故障诊断系统的信息安全防护设计及应用

输电线路分布式故障诊断系统作为特高压输电故障位置定位服务的关键产品应用，对电力系统的安全、可靠与经济运行具有重要意义。文中结合实际系统的研制与应用，提出了一种基于安全防护的分布式故障诊断监测终端系统的安全链路应用方法。该方法通过监测终端嵌入加密芯片接入安全网关，通过安全网关过滤后接入监控运维中心，监控运维中心通过正向单向隔离与App服务器单向通信，App服务器通过身份认证、数字签名与手持移动终端建立安全通道。通过全链路的可信改造，有效地阻止恶意程序攻击、恶意代码植入攻击、网络窃听以及嗅探攻击。通过监控运维中心的身份校验和主备机双机数据备份，保障了监控运维中心的数据安全和运维操作安全。所述系统产品已顺利通过安全测试与认证并在陕西省特高压交流1 000 kV输电线路上挂网运行，取得了安全稳定运行的实际效果。     

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。     

基于力学测量的架空输电线路覆冰监测系统

对输电线路覆冰载荷进行了力学分析,讨论了覆冰厚度的计算方法。开发了基于架空输电线路轴向张力、二维倾角和风速风向、温湿度等气象信息测量的覆冰监测系统。利用全球移动通信系统（GSM）/通用分组无线电业务（GPRS）网络,线路监测终端与中心监控主站进行数据传输,由主站专家系统软件利用相关覆冰理论模型分析导线覆冰状况,及时给出除冰信息,有效预防冰害事故发生。     

考虑动态输送容量机制的电力传输线过载风险评估

传输线动态输送容量(DLR)技术旨在使用动态环境参数计算整定传输线输送容量,相较于传输线静态输送容量整定方法,可真实反映传输线实时传输功率上限.然而,DLR数值的计算依赖于风速、光照强度、温度等不确定性较强且难以准确预测的环境参数,换言之,依照DLR机制整定得到的传输线最大传输功率上限也具有不确定性.若其预测偏差过大,可能会造成传输线过载,严重的甚至会引发电网连锁故障.为此,文中提出一种考虑DLR不确定性的电力传输线过载风险评估方法,以盒式不确定性集合描述传输线输送容量不确定性,将其过载风险作为评估指标,优化传输线零过载范围.文中提出的评估问题数学上属于两阶段鲁棒优化问题,应用列与约束生成算法实现模型的高效求解.最后,在搭建的测试系统中验证所提模型及算法的有效性.     

提高输电线路输送容量DLR系统的相关理论研究

采用动态提高输电线路输送容量技术能够极大地提升我国电网输送能力,起到少建或缓建输电线路的目的。文中在复杂的有风状态下,对导线进行受力分析,在风偏平面内建立导线的张力、弧垂的力学分析计算模型。利用温度和弧垂的关系,对架空线路状态方程进行修正,得出导线的最终温度。针对目前计算导线输送容量的几种数学模型的特点和存在的问题,采用了WM和TS模型相结合的热动力学数学模型来计算线路容量,使系统能够得到最优的动态容量曲线。初步的仿真试验结果证明了该模型的有效性和实用性。最后结合DLR技术的特点和目前我国电网存在的问题,阐述了我国电网采用DLR技术的必要性及意义。     

基于ARIMA的输电线路容量分析及预测

在动态提高输电线路输送容量系统中,线路可传输容量进行短期的预测对制定电力系统调度计划有重要意义.为此,对线路容量时间序列进行分析,利用自相关函数ACF方法验证了线路容量为非平稳时间序列.采用ARIMA(auto-regressive integrated moving average)建模方法对输电线路容量数据先差分平稳化预处理,然后选择AIC准则进行模型识别和参数估计,最后应用ARIMA模型做出短期容量预测.实际系统中应用证明了该方法的适用性和准确性.     

一种新的电力线路短路故障测距算法的研究

本文提出了一种瓣的电力线路故障精确测距算法。该算法仅利用线路两端的故障后电压、电流向量测量值。     

Reliability analysis of electric utility SCADA systems

Electric utility SCADA systems must be highly reliable given the potential for the SCADA system to directly contribute to load curtailment. This paper presents an analysis of SCADA system reliability in terms of its expected, aggregate contribution to load curtailment on the power system. Expressing this aggregate in system minutes and applying an appropriate damage cost function then provides an annual cost measure of SCADA system reliability worth. A composite generation and transmission system reliability evaluation technique is used to perform the numerical analysis of the joint SCADA and power system model. This performs a Monte Carlo simulation and includes an optimal power flow for enumerating grid load curtailment states and analysis of SCADA system component connectivity to determine availability of SCADA control. The application of this analysis is illustrated in a comparison of two alternative SCADA architectures. Trans Power (New Zealand) has adopted a subtransmission SCADA architecture which utilises terminals operating off its national SCADA system. These terminals have replaced separate systems located in each area. The objective of the evaluation being to quantify the increased exposure to financial losses due to joint load curtailment     

Fault location using the distributed parameter transmission linemodel

Earlier work at Texas A&M University led to the development of transmission line fault location algorithms that were based on synchronized sampling of the voltage and current data from the two ends of the line. The line models used in the algorithms were based on lumped parameter models for electrically short lines, or lossless distributed parameter models for electrically long lines. In this paper, the lossless line model is modified to account for the series losses in the line. The line model equations are then solved in the time domain to accurately locate the fault. Testing of the modified algorithm is performed on a power system belonging to the Western Area Power Administration. Extensive EMTP based simulations are used to generate data that are supplied as inputs to the fault location algorithm. To make the testing as realistic as possible, detailed models of instrument transformers are used in the simulation of the various fault cases     

基于柔性互感器的接地电阻测量系统应用

输电线路接地装置是防雷击跳闸事故的重要电气设备,目前对输电线路接地装置的测量须单独进行,工作量繁重,且存在人为误差,基于此,介绍一种基于柔性互感器的接地电阻测量系统。介绍系统构成和工作原理,系统集成GPS功能和远程通信功能,能够实现输电线路和杆塔号的自动识别以及测量数据的自动远程上报,以现场实际应用为例,说明利用该系统能够实现针对多引下线接地输电线路的杆塔接地电阻测量,为输电线路接地装置的日常维护及管理提供了一种新型设备及系统平台。     

ATM互联的SCADA-GIS系统

设计了一种以ATM网络作为骨干网的SCADA-GIS系统。首先介绍了ATM网络能适应不同业务流量的需求，然后利用统计学的方法从网络流量、容量和性能方面对信息容量和服务质量进行了评估。测试结果表明该结构在电力系统通信应用上具有明显的优势。     

基于SCADA及PMU多时段量测信息的独立线路参数估计方法

基于单一线路两端的监控与数据采集系统(supervisory control and data acquisition system,SCADA)和相量采集装置(phasor measurement unit,PMU)多时段量测信息,建立了5种独立线路的约束最小二乘参数估计模型,其中,量测方程分别由线路两端有功、无功和电压幅值的SCADA量测、电流与电压相量的PMU量测以及线路两端电压相角差的PMU虚拟量测组合形成,约束方程为参数变量的上下限约束。采用Matlab的lsqnonlin优化函数求解参数估计问题,并基于多条典型线路的模拟量测信息仿真分析了所有模型的适用条件。结果表明,在负荷较重、线路较长条件下,利用所建含PMU量测的4种模型,都可以有效估计出线路的阻抗参数。