重要输电通道连续雷击评估方法研究

雷击是输电线路跳闸的主要原因。现有工作基于地闪密度等参数研究了不同线路雷击故障风险的情况。但是这些方法没有分析输电网络中多条线路汇集的小范围内连续多次雷击的情形。为此,文中提出了一种针对输电通道的连续雷击事件计量方法。首先提出递归算法从大规模输电网络中自动找出代表输电通道的输电线路汇集区,然后提出了无条件和有条件同跳事件的概念,通过统计这两种事件的数量,可以反映出连续雷击对重要输电通道的风险大小。以湖北省25条输电线路构成的输电网络及2013年雷电数据为实验,该方法得到了输电线路中的各型输电通道,并对通道内雷击同跳事件进行了统计。并对典型事例进行了深入分析,得到数据结论。该方法提供了输电网络防雷工作中新的关注对象及计量方法,为防雷害提供了依据。     

聚合时空特征的新疆750 kV特高压输电线路缺陷关联分析

输电线路缺陷的危害性小于故障,但发生频率要远高于故障,而且缺陷可由量到质转变为严重故障。为了保障线路的正常运行,必须对缺陷防患于未然。在经典Apriori关联分析方法基础上进行改进,新方法从时空特征的角度,结合气象外力、设备、地形和缺陷进行联合关联分析,可找出线路缺陷发生的关联因素。以新疆750 kV特高压输电线路为例,所提方法发现2012年至2015年新疆750 kV特高压输电线路的缺陷关联因素表现出以下特点:大风是缺陷主要外力因素,自身主要因素是锁紧销缺损情况,空间上与杆塔所在的纬度(北纬43~43.5°)、坡向(158~202°)和杆塔高(50~55 m)有关,气象特征上24×7 h持续保持在175~235°的风向与缺陷关联。     

架空输电线路雷击闪络预警方法

现有架空输电线路雷电预警方法一般都是针对一定区域是否发生雷电而进行预警或预报的,无法对雷击输电线路造成的闪络风险进行预警。为此,提出了一种架空输电线路雷击闪络预警方法,具体实施步骤为:结合雷电监测网和气象卫星云图实时监测信息确定雷暴云位置及运动趋势,以大气电场仪探测到的雷暴云与被保护输电线路之间的距离为依据,通过实时查询雷电监测网雷电信息,分级启动输电线路雷电预警、输电线路雷击预警和输电线路雷击闪络预警,按照时间间隔给出线路雷击闪络预警等级和预警程度直至预警解除。通过220kV线路实例详细阐述了预警流程和结果。该方法在提高预警准确性及空间准确度上考虑更为细致,增强了预警信息的可操作性,具有实际工程应用价值。     

基于数值天气预报的输电线路风偏闪络预警方法

现有输电线路风偏预警一般是采用在线监测装置实现,且没有对风偏后空气间隙的闪络风险进行有效评估,导致工程上适用性不强、预警效果不理想等问题。利用传统的风偏研究成果,提出了一种基于数值天气预报的输电线路风偏闪络预警方法。首先,采用反距离加权的插值算法进行格点预报风速映射处理,并依据风向与线路走向的夹角完成垂直于线路风速分量的计算。然后,以典型的酒杯塔为例,运用刚体直棒法计算线路与杆塔的最小空气间隙。最后,对间隙击穿电压进行空气密度、湿度、降水量的修正,得到预报天气条件下的闪络电压值,并与系统运行电压进行对比完成风偏闪络预警。该方法可为安装在线装置困难而又处于强风区的重要输电线路提供一种可行、有效的风偏闪络风险管控手段,对电网防风减灾工作具有重要的实用意义。     

基于雷电预警的UHVDC系统主动雷击防护策略

提出了基于降压运行和直流紧急功率支援的主动防护思路,分析了在特高压直流输电系统遭受雷击故障时2种方法提高电网安全运行能力的作用。利用PSASP建立了四川电网丰大运行方式下包含特高压直流输电通道的仿真模型,基于系统稳定性判据,仿真分析了雷击造成各条特高压直流输电通道单极/双极闭锁时,降压运行控制和直流紧急功率支援控制对送端电网安全稳定性的影响。研究结果对确保含特高压直流输电系统的电网安全稳定运行具有参考价值。     

基于改进的DBSCAN方法和多项式拟合的雷电短时预测

结合雷电数据自身特征改进DBSCAN方法,提出了一种基于DBSCAN和多项式拟合的雷电预测方法,提高预测的准确性。首先对某一时间段内的雷电数据按密度进行聚类并将每类所有雷电数据的平均坐标作为该类的中心点;然后在下一个时间段使用上一时间段的中心点作为初始选择点进行DBSCAN聚类,重复上述过程直到所有历史数据处理完毕,得到一系列不同时间段不同类别的雷电中心点;最后使用多项式拟合预测接下来的雷电可能发生的中心位置。对雷电监测网提供的雷电数据进行测试,结果表明,在数据充分的情况下,基于DBSCAN方法和多项式拟合的雷电预测准确率较令人满意,实际雷电中心点与预测中心点坐标误差约为0.1(±0.1)。     

特高压直流输电系统雷击闭锁对送端电网影响的分析

以2015年四川电网为对象,开展了雷击造成特高压直流输电通道闭锁对送端电网安全稳定运行影响的研究。给出了特高压直流系统的准稳态模型,利用PSASP建立了2015年四川电网丰大运行方式下包特高压直流输电通道的电网模型。基于系统稳定性判据,通过仿真分析了雷击造成不同特高压直流输电通道单极/双极闭锁时对送端电网安全稳定的影响。文章对含特高压直流工程的电网安全稳定运行具有参考价值。     

基于过程的输电线路雷电活动描述新方法

传统雷电数量强度的描述方法是基于单次落雷的雷电日作为统计单位。但以雷电次数、雷电日指标衡量雷电活动,无法反映出区域内雷电活动的过程信息,特别是一年中雷电分散在多少次雷电活动过程以及每次过程中雷暴团运动与线路之间的方位关系。为此,提出了一种基于过程计量单位的输电线路雷电活动描述方法。该方法将统计时间段平均划分为若干连续时间片,统计时间片内线路区域的雷击次数,得到统计时间段内雷电次数曲线。运用小波平滑处理曲线,除去雷电过程瞬时减弱对曲线产生的噪声影响,准确截取雷电过程起止时间点。最后,利用聚类提取每次过程中雷暴中心并依据雷暴中心距离关系分别追踪运动轨迹。以湖北省一条线路开展实验,结果表明该方法准确地得出该线路区域2013年、2014年各有19、15次雷电过程,并追踪出每次雷电过程的雷暴团运动轨迹,验证了算法的有效性。     

卫星云图的多通道FCM分割算法

卫星云图是对地球大气进行遥感测量的重要资料,云团的识别、跟踪及预测都需要对卫星云图进行图像分割和边缘提取。本文通过改进模糊C均值(FCM)算法对云图进行分割,改进后的算法显示出了效率高、分辨准确的特点。实验采用了2011年6月的RGB多通道卫星云图,通过对云图分层聚类,提取多通道聚类的相交区域等过程,实现了云团快速准确的分割。