基于极值Ⅰ型概率分布模型的湖南地区电网覆冰重现期计算

分析电网覆冰重现期,对于掌握冰灾规律从而指导抗冰工作具有重要指导意义。为此,提出了基于极值I型分布的电网覆冰重现期计算方法,结合97个气象站1951-2008年的覆冰日数观测数据,计算了97个气象站点15a一遇、30a一遇、50a一遇和100a一遇冰灾的覆冰日数,计算结果显示,长沙马坡岭气象站100a一遇的覆冰日数为14.78d。按照特别严重覆冰重现期为11d以上的划分标准,在极值Ⅰ型计算模型下,湖南电网特别严重覆冰重现期为24.8a。根据计算结果,绘制了湖南省多年一遇覆冰分布图,该图显示,湖南的覆冰严重区域集中在湘西南和湘东南地区。覆冰分布图为今后电网抗冰设计工作提供了指导。     

基于皮尔逊Ⅲ型概率分布的湖南电网覆冰重现期计算

电网覆冰重现期表征了特定覆冰出现的频率,掌握准确的电网覆冰重现期对于电网抗冰工作具有重要作用。利用湖南气象台97个观测站57年的覆冰观测数据,提出了基于皮尔逊Ⅲ型分布的电网覆冰计算方法,计算了湖南地区97个观测站15年一遇、30年一遇、50年一遇和100年一遇冰灾的覆冰日数。结合采用插值法,绘制了全省覆冰日数重现期分布图,该分布图为电网抗冰工作提供了重要技术指导。利用全省的平均覆冰日数,以覆冰日数大于11天为特别严重覆冰的划分方法,开展了特别严重覆冰重现期计算。计算结果表明,湖南地区类似2008年的特别严重覆冰重现期为12.4年,这与过去57年上曾经出现了四次类似特别严重覆冰情况吻合。特别严重覆冰重现期的计算,提升了对电网抵御冰灾重要性的认识。     

湖南电网覆冰演变规律研究与应用

许多专家学者将2008年湖南电网冰灾定义为百年一遇,这种界定需要结合历史情况进行验证。为此,统计分析了1951~2008年湖南雨淞日数数据,发现湖南自建国以来发生了4次特别严重覆冰,且湖南地区雨淞演变存在一个约20 a的准周期。湖南电网2005~2008年发生的2次大型冰灾,预示着湖南已进入15~20 a的雨凇多发期。对湖南雨淞日数与气象因素进行分析研究,发现湖南电网覆冰与太阳黑子、副高等因素密切相关。据此,在2008-11提出"2008~2009年冬季湖南电网不会出现特别严重覆冰","全省平均覆冰日数<10 d"等预测结论。该预测结果为湖南电网制定了2008~2009年湖南电网防冻融冰工作计划提供了指导。2008~2009年冬季覆冰监测结果显示,全省平均雨凇日数为线路平均覆冰日数为1.87 d,与预测结果十分符合。     

江西与湖南同类型地区覆冰形成条件对比分析

基于区域内覆冰资料不充分的基础上,提出了利用气象要素以及雨淞持续时间对比分析的方法,来探究江西和湖南同类型地区覆冰形成条件的相似性,首先通过对比区域气象特性,找出两个区域内覆冰形成条件的相似性及共同影响因素,即最低气温、最高气温、平均气温、风速、水气压,对比各气象站这些因素日值的差异性来分析两个区域覆冰形成规律的差异性。通过对比分析可知,江西和湖南北部平原地区覆冰形成条件具有高度相似性,同时统计两地气象站相同时期段的历史雨淞持续时间。利用频率分析方法计算两地区100年一遇重现期雨淞持续时间,在结合雨淞持续时间估算覆冰的计算公式计算两地百年一遇标准覆冰厚度,可知两地相同重现期的标准冰厚差异不到2 mm,因此可以认为两区域历史覆冰情况类似。     

云南省电网冰区分布图的研究及绘制

云南省电网冰区分布图反映了一定区域内覆冰的分布规律,是输电线路防冰、抗冰设计的基础资料。进行输电线路建设或改造时,覆冰分布图能提供科学依据,选择最安全、经济的路径和抗冰设计,设计冰厚的合理取值有着非常重要的现实意义。本文从造成云南覆冰天气的冷空气来向、路径及影响范围、冻雨天气等方面出发,对云南各地区覆冰的特点及分布规律进行研究及区划,最终通过计算机绘制出云南省电网冰区分布图。     

辽宁省特定重现期舞动区域分布图绘制

电网舞动区域分布图对架空输电线路的防舞设计和改造工作具有重要的指导意义,如何科学合理地绘制电网舞动区域分布图成为亟须解决的问题。基于辽宁62个气象台站1999—2020年冬季历史气象资料,利用广义极值分布模型计算了各气象台站30年、50年和100年一遇舞动极值日数,制定了电网舞动分级原则,利用克里格插值方法得到了气象台站周边地区特定重现期舞动极值日数。最终根据舞动分级原则绘制了辽宁30年、50年和100年一遇电网舞动区域分布图,分别适用于110~220 kV、330~750 kV和特高压交直流线路的防舞动工作。绘制的特定重现期电网舞动区域分布图与辽宁地区历史舞动记录基本吻合,有助于提升电网抵御覆冰舞动灾害的能力。     

辽宁省特定重现期舞动区域分布图绘制

电网舞动区域分布图对架空输电线路的防舞设计和改造工作具有重要的指导意义,如何科学合理地绘制电网舞动区域分布图成为亟须解决的问题。基于辽宁62个气象台站1999—2020年冬季历史气象资料,利用广义极值分布模型计算了各气象台站30年、50年和100年一遇舞动极值日数,制定了电网舞动分级原则,利用克里格插值方法得到了气象台站周边地区特定重现期舞动极值日数。最终根据舞动分级原则绘制了辽宁30年、50年和100年一遇电网舞动区域分布图,分别适用于110~220 kV、330~750 kV和特高压交直流线路的防舞动工作。绘制的特定重现期电网舞动区域分布图与辽宁地区历史舞动记录基本吻合,有助于提升电网抵御覆冰舞动灾害的能力。     

宁夏覆冰区域的划分

为了提高宁夏电网输变电设备的覆冰耐受能力,防止设备覆冰事故的发生,同时也为了在输变电工程设计中避免不必要的浪费,通过采用极值Ⅰ型的概率分布计算法,并结合气象参数类比法,确定了宁夏各地不同重现期的标准覆冰厚度.根据不同重现期的标准覆冰厚度,结合宁夏电网运行经验,对宁夏覆冰区域按15年、30年、50年、100年重现期进行了划分,并制作出覆冰区域分布图,用于为宁夏电网输变电设备覆冰能力的设计提供依据.     

基于特定重现期的电网舞动区域分布图绘制方法

为有效指导特高压密集输电通道等重要输电设备开展差异化防舞设计和舞动治理工作,开展特定重现期的舞动区域划分具有重要意义。基于安徽81个气象台站2010—2020年冬季历史气象资料,利用极值I型分布模型计算了各气象台站30 a、50 a和100 a一遇舞动极值日数,制定了电网舞动区域分级原则,利用克里格插值方法得到了气象台站周边地区特定重现期舞动极值日数,绘制了安徽省30 a、50 a和100 a一遇电网舞动区域分布图,分别适用于110~220 kV、330~750 kV和特高压交直流线路的防舞动工作。电网舞动区域分布图显示,淮北平原地区及江淮沿江地区舞动风险较高,且100 a一遇的2、3级舞动区较30 a一遇舞动区面积更广,为特高压密集输电通道的差异化舞动防治工作提供了技术依据。特定重现期电网舞动区域分布图对提升电网抵御覆冰舞动灾害的能力和水平具有积极作用。     

输电线路抗冰设计规程比较

通过条文对比和计算,分析了各国规范在设计冰荷载取值及修正,覆冰时风荷载的计算,不均匀覆冰工况和断线工况等方面的异同。通过比较发现,我国设计冰荷载的导线直径修正系数与IEC标准吻合较好,而导线高度修正系数大于IEC标准,偏于安全。由于线路最小风速的规定,我国覆冰同时风速与按IEC标准、CSA标准规定的计算值吻合较好。由于基准冰荷载选取和覆冰率的不同,我国以50年重现期为基准的不均匀覆冰荷载与IEC标准以500年重现期为基准时吻合,达到甚至超过CSA标准150年重现期的水平。我国一、二和三类杆塔的断线覆冰率亦与IEC标准、CSA标准中500年、150年和50年重现期对应的断线覆冰率相吻合。     

山西电网500 kV架空输电线路抗冰能力复核及防治措施研究

输电线路覆冰故障一直是困扰电网安全稳定运行的重要影响因素。2015年,山西电网共经历3次大面积冰冻雨雪天气,造成500 kV输电线路跳闸数10条次,导致部分电厂外送通道中断。为全面梳理电网薄弱环节,以山西电网覆冰故障线路为分析样本,重新进行线路抗冰能力复核,并对不满足要求的线路提出改造措施,极大地提高了电网整体抗冰能力。     

京津唐电网输电线路覆冰掉闸分析

2002年12月中旬京津唐电网部分输电线路发生覆冰掉闸。基本线路覆冰原理详细分析了本次京津唐电网覆冰掉闸的原因，并围绕可供参考的抗冰、防冰、除冰措施，提出了针对本次覆冰故障线路的反措。     

概率分布模型对导线标准冰厚极值的影响

概率分布模型对输电线路导线标准冰厚不同重现期极值具有一定的影响。重点研究了皮尔逊Ⅲ型分布模型（P-Ⅲ）、广义极值分布模型（GEV）和广义帕雷托分布模型（GPD）3种概率分布模型,并且用模型对湖南南岳山气象站的南北向、东西向、二方向较大值、二方向较小值的历史覆冰数据进行计算,分析对不同重现期覆冰厚度的影响。研究结果有助于合理确定架空输电线路导线设计中允许的覆冰厚度。     

国内外抗冰融冰技术研究综述

冰冻灾害对电网的安全运行造成极大的危害,通过分析云南电网受灾区域覆冰主要特征、导线覆冰的成因与条件、国内外防冰除冰技术、抗冰融冰技术研究国内外开展情况,对云南电网抗冰融冰研究工作提供建议.     

应用GPD模型估算设计冰厚误差影响分析

本文主要选用4个有长期覆冰观测资料的站点,应用GPD模型,选取历年大于门限值的标准冰厚组成30年和任意5~15年的覆冰样本;统计多样本覆冰标准冰厚在不同重现期下的设计冰厚;对大、小容量样本计算结果比较及误差分析,从而为应用短期观冰资料对线路不同重现期覆冰的科学定量估计提供解决方法。     

湖南2008年冰灾引起的倒塔原因分析

为分析湖南2008年冰灾引起的倒塔原因,现场调查了2008年湖南冰灾期间≥220kV输电线路的受损情况,发现倒塔线路覆冰厚度主要集中在20～60mm,同时微地形和微气象造成覆冰加重和覆冰的不均匀性,档距、塔形等对线路倒塔也存在影响。分析倒杆断线的形式认为覆冰太厚超过设计值、垂直荷载压垮和不平衡张力拉垮是造成线路倒塔的原因,提出了湖南输电线路抗冰按20mm设计建设最小骨干网架、采用短路融冰等的具体建议,以供杆塔的防冰工作参考。     

输电线路冰灾事故原因及按新国标 提高设计标准的措施

为提高电网应对冰害的能力,科学指导未来输电线路的设计和建设,以2008年全国输电线路的冰害情况为背景,分析了覆冰倒塔的特点,指出覆冰过荷载、纵向张力差、绝缘子串覆冰闪络和导线舞动为覆冰倒塔的主要原因,并在新国标的基础上,提出防止冰灾事故的4项措施：缩小耐张段长度、抗冰加固措施、防舞动措施以及其他措施。     

辽宁电力系统冰区分级研究

将辽宁省近30年全部观冰站的覆冰厚度观测数据折算到标准状态下覆冰厚度进行高度和线径修正,利用克里格插值技术计算得到覆盖全省地理范围的覆冰厚度数据,对全省不同地区的覆冰数据利用极值模型进行重现期覆冰厚度计算,首次利用覆冰数据法得到不同重现期覆冰厚度分布图,并对基于不同气象参数的回归法覆冰分级进行了探讨。     

导线覆冰与逆温的概率关系研究

以雪峰山观冰站2006~2013年冬季的覆冰观测成果为样本资料,运用GrADS软件对再分析气象资料NECP做数据读取与加工计算,统计出雪峰山区域的逆温日数和分布特性,根据雪峰山站实测资料,统计出样本资料的结冰日数,结合再分析资料的计算结果,对雪峰山站结冰日数与逆温日数做概率统计分析,建立结冰日数与逆温日数之间的条件概率关系,获得了结冰日数的一般公式与雪峰山结冰日数的经验公式,通过选择湖南雪峰山站、四川罗汉林站、贵州大新寨点的覆冰观测资料作为验证样本,运用结冰日数经验公式计算各站点的结冰日数,经计算,其结果与实际观测结冰日数误差范围为0~0.8天,结冰日数公式具有一定的适用性。     

《雪凝气象环境中的电力系统防冰融冰技术论文集》征稿启事

正十年前中国南方地区发生了历史罕见的特大凝冻冰灾,中国南方电网公司迅速打响了那场抗冰保电战役。在抗冰保电10周年之际,2018年贵州省电机工程学会将组织大型学术论坛,并征集雪凝气象环境中的电力系统防冰融冰技术的论文,全面总结抗冰取得的成绩和今后抗冰技术的发展方向。征稿内容包括覆冰成因研究、冰区划分研究、线路覆冰研究、抗冰技术研究等,欢迎电网公司、发电集团、电力勘测设计院、电力建设公司、气象研究院