基于测风激光雷达的沿海架空输电线路台风观测方法

为研究台风近地层风场的时空变化特征,积累台风期间沿海架空输电线路杆塔的现场风速资料,本文利用国产某扫描型测风激光雷达,开展了1604号强台风“妮妲”登陆期间的局地风场观测。根据雷达风廓线扫描与低仰角水平方位扫描数据反演与分析,验证了沿海输电线路台风观测采用测风激光雷达的适用性。研究结果表明:台风“妮妲”眼区经过观测点所形成的气压时间变化呈现典型的“U”形曲线形态。台风眼壁强风区经过观测点所形成的风速时间变化呈现较为典型的“双峰形”曲线形态。台风眼壁强风区与眼区的风速、风向、阵风系数等随高度的变化差异明显。风速廓线在300 m高度以上明显偏离指数律或对数律廓线形式;受地转效应影响,风向随高度增加出现一定幅度的向右偏转;阵风系数随高度增加、平均风速增大出现下降的趋势。通过分析低仰角水平方位扫描的雷达径向风速分布图能够解析地形对局地风场的影响,不同地形下的输电线路杆塔风速差异明显。     

分布式光纤传感技术在输电线路在线监测中的应用研究综述

分布式光纤传感(distributed optical fiber sensing,DOFS)技术融合传输媒介和传感单元一体化实现了空间的连续监测,且可以直接利用光纤复合架空地线内光纤资源,其独特优势使得DOFS技术在输电线路在线监测中越来越多地被应用.首先对DOFS中的瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射的基本原理进行简要...     

输电线路上风速的分布式监测

风、雨等外界因素对输电线路的有一定危害,风对输电线路上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。本文以两条实验线路为例,根据卡门漩涡理论,由于风速的影响在线路圆柱体周围形成上下交替周期性的交变力的作用,这个交变力是一个瞬时稳定的力,使得输电线形成一个瞬时稳定的振动频率,利用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BOTDR分布式光纤传感技术的架空线路温度检测现场试验研究

为了实时监测长距离架空线路的温度状态信息,基于Brillouin光时域反射计分布式光纤传感技术研制了一体化的分布式光纤传感系统。实验室环境下,该系统主机最大传感距离为30 km,温度分辨率为±2℃,温度测量范围为-60℃~90℃,空间分辨率为10 m。利用该系统对110 k V线路的光纤复合架空地线光缆进行了近19 h现场温度检测试验,并将15.4 km位置的检测结果与光纤光栅传感器检测结果进行了对比。试验结果表明:现场环境下,光纤系统可对OPGW光缆进行分布式温度检测,检测结果基本符合当地温度变化趋势,在15.4 km位置点与光纤光栅传感器监测的温度曲线基本一致,最大差值仅为1.8℃。受光纤制作工艺和熔接点损耗等因素的影响,导致Brillouin散射光谱出现分段现象和现场试验的最大传感距离仅为16 km。试验结果对分布式光纤传感技术在电力工程应用中具有参考意义。     

架空输电线路基本风速的确定方法探讨

本文根据《110～750 kV架空输电线路设计规范》和《建筑结构荷载规范》的要求,提出了架空输电线路基本风速的确定方法,其结果大于设计手册公式和一般软件的计算结果,值得有关人员借鉴与参考.     

架空输电线路覆冰监测用光纤光栅风速传感器的研制

风荷载测量是输电线路覆冰监测的重要组成部分,为解决现有输电线路覆冰在线监测系统中风速测量传感器需要现场电源,易受电磁干扰,不能实时测量风速,需要无线传输模块等缺点,开发了基于光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感技术的风速传感器,此传感器利用粘贴有 FBG 的等强度梁对风速产生的压力进行测量.鉴于温度对光纤光栅应变测量有较大影响,采用在等强度梁上下 2 侧对称粘贴光纤光栅的方法解决了温度与应变交叉敏感的问题.对所研制的传感器进行了温度影响试验和风洞试验,试验结果表明,温度造成的传感器测量误差小于±5 pm,传感器线性度良好,测量误差小于±0.5 m/s,经计算由风速测量误差引起的冰荷载测量相对误差小于 2.14%,这些参数满足现场监测的要求.     

基于灰色预测变化风速下的风电场经济评价

以全寿命周期风资源评估思想对未来运营期风资源进行预测分析,得出每年的预测风速,根据此预测风速,得到每年的预测发电量,再进行项目的经济效益评价,从而更加接近实际情况。然后对项目风资源进行敏感性分析,以测风年份风速为基数,以20%的幅度进行敏感性分析,最终得出各个年份的经济效益。根据全寿命风资源理论进行分析得出的结论需要提高风电上网电价,才能使项目盈利。     

低风速风力发电技术研究

低风速区风能的开发对实现风能的就地转化和利用、弥补常规风能利用手段的不足、补充化石能源的短缺、及对能源消耗结构的调整有重要作用.论文首先分析了目前我国风电开发利用存在的局限,提出了低风速风电开发的必要性与优势,及低风速风电推广应解决的关键技术,分析了低风速风电的应用领域和低风速风电开发的经济性,为低风速风力发电技术的研究、开发应用和推广提供了依据.     

基于分布式光纤的电网台风灾害预警方法研究

台风引发输电线路不同程度的运行故障,其根本原因在于风荷载的影响。因此为了保证电网的安全稳定运行,文中介绍了一种基于分布式光纤测风技术,提出了一种电网台风灾害实时预警方法。通过分布式监测设备得到的风速计算出实时风荷载,综合考虑线路在大风持续下带来的损耗不一、自身运行状态、运维遗留问题等三方面因素,动态修正设计风荷载,并与实时风荷载建立相应判据,发布对应的预警信息以及损耗排序,指导电网人员首选大风险或潜在风险档距进行巡检,避免盲目的同时大大减少工作量,将台风灾害损失降到最低。     

基于FCM-等值风速模型的风功率日前预测

由于风速的随机性、间歇性,以及风电场内各机组风速、功率的分散性,给风功率预测带来了较大难度。在计算风速线性相关的权值基础上,提出了改进模糊C均值聚类算法（fuzzy c-means,FCM）的风速模型,建立了风电场等值风速与改进FCM风速的关系函数。以某风电场实测数据进行验证,结果表明：所提风电功率预测方法算法简单;该方法预测精度提高了71.35%。在该风电场不同日周期下,验证了所提预测方法的有效性和普适性。     

基于风速云模型相似日的短期风电功率预测方法

风电功率预测是解决风电不确定性影响的重要基础和必要手段,高比例风电并网条件下对每个时刻点的预测精度要求都将更为严格。训练样本是影响预测精度的关键因素之一,但由于实际天气系统的复杂多样性和类属模糊性,定向选择与调度时段内风况相似的训练样本对预测精度至关重要。因此,提出了基于云模型定向选取风速相似日数据作为训练样本的短期风电功率预测方法,能够对指定时段内风速随机性和模糊性特征进行学习和建模,通过对历史数据的定向筛选和精细化利用提升预测精度。首先,以日为单位建立历史风速的云模型数据库;然后,建立云模型相似度量化指标,用于判断与待预测时段风速云模型最为相似的历史数据序列,以此为训练样本建立短期风电功率预测模型。在实际预测中,每日根据天气预报信息滚动更新训练样本和预测模型,提高预测精度。最后,选择中国北方某风电场运行数据进行实例分析,结果证明了所提方法能够提高风电功率预测精度,具有一定的工程实用价值。     

利用短期测风资料推算风电场设计风速的方法探讨

在确定风电场风区的过程中,分析风电场处50 年一遇10 min 平均最大风速是难点之一。介绍了利用短期测风资料推算风电场50 年一遇10 min 平均最大风速的数理统计方法,并以河北坝上地区、太行山山区及山前区、环渤海滨海区3 种不同地貌的10 个具有短期测风资料的地方进行了实例推算,并与常规风速推算方法进行了对比,验证了短期资料推算法的合理性。     

变化风速下的风电场经济效益分析

风资源作为一种新能源会越来越广泛地应用到实际的风力发电项目中,风电场经济评价与火电发电有所不同,火电年发电量受到社会用电量的影响,可以对机组利用时间进行调节,而风电无法对利用小时数进行控制,完全依靠风速的变化来调节。以变化风速进行风电建设项目可研经济评价,更具有结论的可信性。在预测分析过程中,通过结合时间序列改进的GM(1.1)模型对风速进行预测,并在此基础上进行风电场经济效益评价和风速变化敏感性分析,并比较全寿命风资源评估思想对风电场评价分析的优势,从而可以对变化风速下的风电场经济效益与常规经济效益评价方法进行对比分析。     

环境风速对架空输电线路载流及温升影响试验研究

为了验证实际线路环境风速变化对架空线路的载流及温升的影响,模拟环境自然风力的影响,在实验室选择LGJ-240/40和LGJ-630/55两种典型规格的钢芯铝绞线进行了自然对流及垂直、平行风力下载流试验以及架空导线载流能力试验.试验结果表明:风速对架空导线温升及载流的影响呈现明显饱和效应;架空导线载流越大,风速对温升影响越明显.     

基于风资源评估的风电机组设计风速分析

以新疆某风区的地形、风资源情况为研究对象,分析其历史风资源基础数据。通过计算、分析风能密度、风向频率及风能密度的方向分布、风速年变化、湍流强度、年发电量等主要参数,优化和确定有利于该地区的风力机设计风速和功率。通过例证分析了尾流的影响,指出进行风力发电机组选型和配置时应注意的问题。     

分布式架空输电线路故障在线监测系统

介绍了应用于长春供电公司的架空输电线路故障在线 监测系统的设计与实现,该系统是一种基于故障指示器技术 和通用分组无线业务技术的输电线路故障在线监测系统。该 系统可在故障发生后的几分钟内,在监控中心的监控画面上 迅速显示故障的时间、地点、相位、类型等信息。该系统的 应用提高了故障查找的工作效率,缩短了停电时间。     

架空输电线路故障分布式行波定位误差分析

为对输电线路故障进行快速准确定位,提出了基于分布式行波监测的输电故障定位方法,并进行定位误差分析。首先建立了考虑误差影响的分布式行波定位模型,推导出定位误差计算式。然后采用弧垂计算、ATP仿真、实测分析和模拟计算等方法,具体研究了线路长度、行波波前、波速变化对定位准确度的影响。研究结果表明,与平原地带相比,山区线路弧垂对定位误差影响较大;在长距离传输情况下,波前畸变引起的定位误差可达1km;波速引起的误差大小与故障发生位置有较大相关性。采用分布式行波监测定位技术,通过合理布置监测点,可以实现故障行波的就近监测,从而降低线路长度、波前、波速误差对输电线路故障定位的影响,显著提高故障定位准确度。     

基于多参量分布式光纤传感的架空输电线路风振监测分析

输电线路风振可能造成线路闪络、断股和金具疲劳损坏等故障,严重影响电力系统的安全稳定运行,准确和实时地监测线路的风振情况对灾害预警、故障排除和状态评估意义重大。为了解决传统风振监测手段维护困难、可靠性低等缺点,提出了一种基于多参量分布式光纤传感的输电线路风振监测装置。首先介绍了分布式光纤传感的基本原理和设备基本结构,然后利用数值仿真的方法分析了舞动和微风振动时线路的振动频率、幅值特征,论证了利用分布式光纤监测风振的可行性。实验证明,该装置能同时监测输电线路沿线各段的风振及线路内部应力变化情况,其60 km内的定位精度为±50 m,舞动及微风振动频率监测误差分别为0.07 Hz和0.01 Hz。该装置为架空输电线路的风振在线监测提供了新方法。     

500kV功果桥水电站送出线路设计风速取值分析

风荷载是送电线路的两大基本自然荷裁之一.设计风速取值直接关系到线路工程的安全性、经济性以及适用性,设计风速的合理取值有着非常重要的现实意义.本文从设计风速计算密切相关的气象站实测长序列资料计算和地区基本风压反推的设计风速,并结合地貌类型影响、山区风速以及2008年冰灾之后的新规范风荷载等几个方面入手,分析线路设计风速取值,并提出了一些值得进一步研究的问题.     

基于粒子群算法风力发电系统风速预测研究

为了能够有效地对风力发电系统的风速进行预测,研究了粒子群算法在其中的应用,介绍了风力发电系统风速预测的基本原理,讨论了RBF神经网络的基本理论,分析了粒子群的优化算法并且设计了粒子群优化算法的流程.最后,进行了风力发电系统风速预测的仿真分析,仿真结果表明该方法具有较高的预测精度。