基于分布式光纤的架空输电线路覆冰监测技术及应用

2015年北京地区输电线路发生严重覆冰跳闸故障,给社会造成了巨大的经济损失。为提高北京电网防冰抗冰能力,基于分布式光纤的架空输电线路覆冰监测技术,监测了北京地区110kV聂康线、220kV京聂线、220kV高泉线和500kV昌海线的覆冰状态,解决了北京地区主要易覆冰区域线路覆冰监测问题,并有效监测到2016年2、11月两次输电线路覆冰现象。经现场勘查,该技术所反映的覆冰过程、发展趋势、覆冰厚度与人工观冰、现场实际勘查情况相符,验证了该技术的有效性与准确性。     

输电线路的覆冰研究与分析

输电线路覆冰及其引起的各类事故严重危害电力系统的安全运行。文中分析我国输电线路重大覆冰事故,并介绍输电线路覆冰形成原因、影响因素、覆冰对输电线路的危害和防覆冰及除冰方法。新研究的涂料对防止覆冰是有一定作用的,防冰涂料要有憎水性、憎污性和易剥离等性质;还总结覆冰涂料应有的性质。激光除冰是利用其作为热源除冰,现在还处于理论和试验阶段,研究二氧化碳激光器除冰情况,提出激光除冰的方法、研究方向以及应用前景。     

输电线路覆冰舞动灾害规律研究

输电线路舞动灾害是电网重大自然灾害之一,给电网安全稳定运行造成了巨大威胁。对近年来我国输电线路舞动事故进行了全面、系统的调研分析,从舞动发生的时间、地点,线路名称、电压等级及线路结构参数,舞动发生时的气象资料(气温、风速、覆冰等)及输电线路所处地形地貌信息,舞动持续时间、舞动对线路产生的破坏形式等方面研究了舞动灾害规律与特点,为进一步有针对性地采取防治方法、增强电网抵御自然灾害的能力提供了重要的研究基础。     

电网冰灾典型线路段覆冰倒塔分析

在2008年初电网冰灾倒塔调研的基础上,建立了典型覆冰倒塔线路段铁塔、导线和绝缘子的三维模型,考虑档距、高差以及覆冰厚度引起的纵向不平衡张力对铁塔受力的影响,对线路段在均匀覆冰荷载和不均匀覆冰荷载作用下的导、地线张力及纵向不平衡张力进行计算,分析确定了线路覆冰倒塔的破坏模式,揭示了线路覆冰倒塔的主要原因。分析计算结果与现场实际破坏情况相吻合,表明导线覆冰过载以及覆冰产生的纵向不平衡张力是线路覆冰倒塔的主要原因。     

基于输电线路垂直档距变化特征的等值覆冰厚度模型研究

针对电网防冰抗冰各业务的具体需求及现有覆冰监测终端受环境的影响使得多个测量值不够准确,从而增加架空线覆冰厚度观测值误差的问题,利用覆冰监测终端历史拉力值、气象因子测量数据,经过对历史拉力值数据合理的质量控制,采用相对值方法并结合实际测量技术手段,建立了考虑线路设计冰厚、垂直档距实时变化特征的更加精确的输电线路等值覆冰厚度计算模型,用于模拟两个冰期内线路等值覆冰厚度,并与实际观测结果进行对比。结果表明,AB相、地线垂直档距随覆冰厚度均呈非线性变化趋势,总体呈现出随覆冰厚度的增加而逐渐减小的变化趋势,且地线变化幅度大于AB相线;线路等值覆冰厚度与监测终端拉力值呈正相关性关系,计算出的线路等值覆冰厚度与同期的气象因子覆冰条件相一致,且模拟结果与实际观测结果误差较小。     

遗传算法与BP神经网络相结合的输电线路 覆冰厚度预测方法

为了保障输电网的安全运行,输电线路覆冰厚度预测极为重要。将人工神经网络原理引入输电线路覆冰厚度预测中,并针对BP网络收敛速度慢、易陷入局部极小的缺陷,提出了基于GA和BP的预测模型。实例研究证明GA-BP模型相比较BP模型,能更有效地预测输电线路覆冰厚度。     

基于气象数值模式的输电线路覆冰重量估算研究

针对国内多数导线覆冰模型对输电线路长距离架设地域的代表性不足、覆冰勘测通过现场调查和气象台站资料的统计具有局限性的问题,提出一种基于中尺度气象数值模式WRF的覆冰重量估算模型。分别利用贵州省梅花山、威宁覆冰自动观测站2011年12月至2012年2月覆冰期间的冰重观测资料和WRF模式模拟的同期主要气象要素对估算模型进行拟合和独立估算试验。结果表明,所建模型冰重估算精度较高,具有一定的应用推广价值。     

架空输电线路覆冰在线监测系统的研究与实现

针对架空输电线路覆冰在线监测要求准确反映线路的覆冰状况,根据耐张塔和直线塔的不同结构特点,综合利用拉力、导线和绝缘子倾角的参数,较全面地考虑风偏因素影响,分别建立了耐张塔耐张塔和直线塔直线塔覆冰监测模型,提出了依据覆冰厚度与覆冰速度相结合的综合覆冰报警方案,并将覆冰模型及报警方案应用于实际监测系统,运行结果表明其满足输电线路覆冰告警和预警双重化功能要求。     

广西500 kV输电线路覆冰倒塔原因分析

以500kV柳桂线倒塔事故段为例进行荷载模拟计算分析,得出在不同覆冰厚度时导地线和光缆断线原因,以及不均匀覆冰和覆冰断线工况下铁塔受力情况,由计算结果分析了该事故段铁塔倒塌的事故原因,并对500kV输电线路提出加固改造和系统规划建议。     

输电塔线在覆冰与风载下的可靠性分析

以湖南省郴州地区输电线路为例,构建了输电塔线体系精细化有限元模型,基于2008年南方覆冰实测资料,考虑输电塔角钢尺寸的不确定性、角钢材料性能随时间的老化及输电塔本身所受覆冰荷载和风荷载的随机性,采用蒙特卡罗法分析计算了4种工况下的可靠性.结果表明,随覆冰厚度的增加,输电塔的失效概率迅速增大,覆冰和风荷载共同作用是输电塔...     

南方电网水火调剂运行模式探讨

为优化利用云南清洁水电资源、提高南方电网西电东送通道资源的利用率,在分析云南、贵州外送电力特性和广东电力负荷需求特性的基础上,探讨了南方电网水火调剂运行的可能模式。结果表明,在南方电网内通过优化云南、贵州向广东的送电曲线,可以以广东电网为平台,实现云、贵间的水火互济运行;丰水期由水电比重大的云南电网替代火电比重大的贵州电网向广东供应部分电力,获得节约燃煤的效益,枯水期则由火电比重大的贵州电网向广东多送电,补偿云南枯水期水电出力的不足。这一运行模式也可实现南方电网内的资源优化配置。     

贵州地区雷电活动及分布规律探讨

为掌握贵州地区雷电活动的分布规律,以贵州省雷电定位系统监测的2006～2008年数据为基础资料,采用网格法对贵州省的雷电日、地闪密度等雷电参数进行统计分析,探讨了雷电流幅值分布规律,并提出了贵州省雷电流幅值累积概率分布计算公式,为贵州省山区输电线路防雷工作提供了科学依据。     

抗冰过载保护金具对输电线路的影响分析

针对抗冰过载保护金具生效后对输电线路的影响,以SZ1双回直线塔为例,建立三塔四线的有限元模型。采用非线性有限元找形方法找形,分析塔线体系在均匀覆冰、不均匀覆冰下铁塔的极限承载力,确定塔线分离控制荷载。结果表明,抗冰过载保护金具生效时导线脱落引起的冲击力,可使相邻杆塔和本塔预安装的抗冰过载保护金具生效,使导线脱落完成卸载,起到了保护铁塔的作用。     

扇形覆冰导线舞动的力学模型分析与仿真模拟

针对扇形覆冰导线的舞动问题,以中山口某输电线路覆冰导线舞动为例,应用龙格－库塔法在Matlab仿真软件中对扇形覆冰导线舞动模型进行了非线性数值求解和数值模拟分析,并假设输电线路的档间舞动为驻波,分析了气动力与导线扭转振动速度的耦合,提出了扇形覆冰导线舞动的三自由度舞动方程。结果表明,当扇形覆冰导线的扭转频率与横风向频率接近时扭转舞动激发横风向舞动,符合Nigol舞动机理,相同条件下扇形覆冰导线的舞动幅度比新月形覆冰导线大,数值模拟舞动振幅与实测结果相符,为扇形覆冰导线舞动机理的研究提供了参考。     

基于PMRM的电网防冰雪灾害最优策略研究

针对冰雪灾害造成的损失与其发生概率的相关性,采用分割多目标风险法(PMRM)将风险函数引入风险决策模型的目标函数中进行风险决策,并对不同地区防冰灾害策略进行了研究。实例应用表明,该方法合理有效,克服了传统方法的缺陷,为防冰灾策略提供了科学依据。     

输电线路导线舞动及防舞措施

分析高压输电线路导线舞动发生的因素：导线覆冰、风激励及线路结构与参数的影响。根据舞动发生的因素提出相应舞动防治措施：线路避开易舞动的区域、提高线路系统抵抗舞动的能力及拟制舞动措施。介绍陕西电网线路舞动的基本情况及采用的防舞措施。     

结冰导线舞动的迹判据

大跨越输电线路中导线的舞动是输电技术方面危害较大、防范较难的问题,深入研究覆冰舞动具有较大的现实意义。为探讨结冰输电导线发生舞动时的气动条件,针对舞动机理分析中的舞动判据问题,根据矩阵迹的性质从动力学方程的标准形式导出一种舞动的充分性判据,并根据此判据分析了舞动机理。结果表明,在气动力对攻角导数匹配的条件下,若气动升力、气动阻力、气动力矩对攻角导数产生的负阻尼与负刚度足够大,可导致舞动。