基于机器视觉的超高压输电线路覆冰灾害分级预警模型

超高压输电线路一旦覆冰会造成严重的危害,甚至会影响电网正常运行,预测输电线路覆冰情况对于解决灾害有重要意义。目前提出的预警模型覆冰率预测结果与实际结果相差较大,为了解决上述问题,基于机器视觉设计了一种新的超高压输电线路覆冰灾害分级预警模型,处理超高压输电线机器视觉信息,采集原始图像信息,划分原始图像中的线路特征,确定梯度特征,分析梯度方向,实现梯度增强。利用卷积神经网络对图像进行分类,根据分类结果完成信息处理。同时检测历史覆冰灾害因子、气象因子和线路冰冻因子,根据检测结果建立PSOEM-LSSVM模型,计算预警模型权重,分析综合风险指数的赋权及合理性,对输电线路覆冰风险进行分级,通过指数结果将灾害分为5级,评判灾害程度。实验结果表明,基于机器视觉的超高压输电线路覆冰灾害分级预警模型预警相对误差始终低于0.02%,预警过程不会受到风速影响,能够很好地保证超高压输电线路运行安全性。     

输电线路覆冰监测系统应用现状及效果

分析了输电线路覆冰监测系统功能、实现手段,介绍了目前国内输电线路覆冰监测系统应用现状和在维护电网安全运行、应对大面积自然灾害方面发挥的作用和取得的效果。指出通过输电线路覆冰监测系统的实施,可达到记录现场覆冰过程;预警;为除冰融冰提供指导、辅助决策;降低人员工作强度;绘制电网覆冰分布图、为设计提供依据等功能。提出了今后建立和完善输电线路覆冰监测系统的工作重点。     

基于聚类算法的电网覆冰灾害分级预警模型研究

对电网覆冰灾害进行了分级预警模型的研究,采用图像检测法测得输电线路覆冰厚度的实时数据,以此为约束条件,采用聚类算法计算出输电线路的综合覆冰厚度,针对不同的覆冰厚度,对覆冰灾害进行了等级划分,并发出相应等级的预警信号。通过对某220 k V架空输电线路覆冰厚度数据的实时监测,验证了该预警模型的有效性。电网覆冰灾害分级预警模型的建立,使覆冰灾害预警更为准确、有效,且节约线路维护检修成本,为高压输电线路状态评估、安全性评价等工作提供参考依据。     

基于动态拉力与倾角的输电线路覆冰过程辨识与建模

输电线路覆冰会严重影响电网的安全稳定运行,因此准确地监测线路覆冰情况对电力系统的安全运行具有重要作用。针对目前基于动态拉力与倾角的架空输电线路覆冰力学模型对现场线路覆冰的监测还有一定误差,提出了以导线动态拉力、倾角为输入,等值覆冰厚度为输出的多输入单输出耐张塔覆冰监测模型。采用系统辨识的方法,利用便于工程实践的Matlab系统辨识工具箱辨识与建模出最终模型。研究表明,最终辨识得到的模型满足实际现场情况,能准确地监测输电线路的覆冰过程情况,并为线路覆冰监测提出了一种新思路。     

基于微气象监测的输电线路覆冰动态过程估计模型

导线覆冰与脱冰跳跃威胁输电线路的安全运行,因此实现线路覆冰增长与脱冰跳跃动态过程实时趋势估计,对运维检修决策有很大意义。在现有覆冰增长与脱冰跳跃的影响因素研究基础上,提出了基于微气象监测数据的输电线路覆冰及脱冰跳跃发展趋势多时间尺度动态估计模型。以新疆电网某线路运行记录为例进行了建模分析,所提模型与实际运行结果及其他方法对比测试表明,该方法可较好地估计输电线路覆冰增长及脱冰跳跃过程,实用性强,可用于输电线路覆冰及脱冰跳跃监测、越限告警,作为电网调度运行及线路运维检修决策的参考。     

BOTDR技术在输电线路覆冰实时监测中的应用探讨

为了减少输电线路覆冰造成的事故,提出采用布里渊光时域反射（BOTDR）技术对线路进行在线实时监测,进而做到提前预警并获得线路覆冰后应力和温度资料,掌握覆冰规律,更好地维护电网安全运行。介绍了输电线路覆冰的形成机理,阐述了覆冰的成因及其造成的危害。分析了布里渊温度应变传感原理,对基于BOTDR的温度应变测量方案进行探讨,并同现有的几种输电线路覆冰综合监测装置进行比较,指出了系统的优点及有待解决的问题。     

架空输电线路覆冰在线监测系统的开发与应用

针对现有输电线路覆冰监测手段存在的不足,开发了1种新型输电线路覆冰在线监测系统。该系统由高电位在线监测装置、低电位在线监测装置、自动气象站、传输网络及主站系统等组成,通过实时采集环境微气象数据、导线特征数据及线路走廊图像数据,计算出导线等值覆冰厚度;结合覆冰图像信息及现场微气象数据,实现对线路覆冰情况的预警。通过在某500 kV输电线路上实际应用,证明了该系统对输电线路覆冰监测预警的有效性。     

基于决策树的输电线路覆冰故障诊断分析

输电线路作为电网薄弱环节之一,其安全稳定运行直接关系到电网的运行状态。目前,覆冰已成为威胁线路安全运行的重要因素。为了提高覆冰故障分析效率,研究其故障诊断模型显得愈发重要。文中通过某网省公司近5年输电线路覆冰跳闸数据,分析其发生规律,结合气象及微地形条件对覆冰故障的影响,构建基于决策树的线路覆冰故障诊断模型,梳理关键诊断变量因子及权重系数,提出疑似故障概率计算方法。最后结合诊断模型,对实际运行故障案例进行分析和计算,通过人工干预及现场排查确认覆冰故障类型,为输电线路故障诊断和故障排查奠定了良好的基础。     

基于风险系数的输电线路覆冰舞动预警方法

近年来输电线路舞动事故频发,严重威胁着电网的安全运行。为了达到提前预警、及早防范的目的,降低输电线路舞动对电网安全运行的影响,提出了基于风险系数的输电线路覆冰舞动预警方法。文中通过关联历史舞动样本和气象数据,分析了影响舞动的气象条件,在此基础上提出涵盖风速、舞动持续时间等参量的风险系数以表征输电线路舞动风险,根据实际生产需求划分出不同的输电线路舞动风险等级并建立覆冰舞动预警模型。采用河南电网历史气象资料进行了验证,证明了模型的有效性。     

输电线路综合荷载等值覆冰厚度预测与试验研究

输电线路覆冰后,将引发断线倒塔事故,严重威胁电网的安全运行,在线监测导线覆冰情况具有重要的工程应用价值。为了实现实时监测输电线路的等值冰厚,提出了以静力学力矩平衡为理论依据的架空输电线路综合荷载等值覆冰厚度预测模型。该模型以轴向拉力和倾角为参数,考虑了耐张绝缘子串带来的不均匀载荷,以及风力带来的风偏平面内综合荷载增加等影响。在试验站开展现场导线覆冰的测量,进行现场试验验证。结果表明:利用该文提出的预测模型计算出的综合荷载等值冰厚和人工测得的现场导线等值冰厚吻合较好,验证了该模型的精确性。基于现场试验经验,提出了用于现场测量的覆冰形状校正系数,为进行现场输电线路覆冰测量提供一种有效和简便的测量手段。     

精细化气象要素下输电线路覆冰预测预警研究

南方地区冬季输电线路自然覆冰是线路运维难题和灾害预防课题,迫切需要提升该地区线路覆冰预测预警能力。文章在分析国内外输电线路覆冰预测模型及工程应用问题基础上,总结出精细化气象要素下基于统计-经验知识确定覆冰等级方法进而建立覆冰等级区划,再结合线路穿越自然环境的地形地貌及气象影响因素构建相应的具有较强泛化能力的输电覆冰预测预警模型,从而建立有效的线路覆冰预测预警工作机制。2年应用实践验证,该线路覆冰预测预警模型及工作机制能准确地预测预警线路覆冰状态及大幅提升线路覆冰灾害的预防能力和技术水平,从而为南方地区冬季预防和应对输电线路覆冰灾害提供技术手段,保障该地区输电线路在自然覆冰极端环境下稳定运行。     

输电线路杆塔不平衡张力及倾斜监测装置的研究

输电线路不均匀覆冰后,因输电线路杆塔产生不平衡张力,进而对杆塔造成损坏.实时监测输电线路杆塔在线路覆冰情况下的倾斜情况、不平衡张力的大小和方向,通过GPRS无线公网的方式远程传输到数据服务器,并通过专家数据库进行分析预警,对输电线路的运行维护可起到重要作用.     

输电线路主要环境灾害防御关键技术研究与应用

<正>针对云南电网输电线路环境灾害防御方面存在的问题,本项目针对云南省区域内冰冻灾害的特点、雷电灾害特点及对电网影响的特性开展研究。通过对输电线路所在区域覆冰气象因素的分析,利用线性回归方法建立基于气象的输电线路覆冰预警方程,在气象凝冻趋势预报的基础上,为输电线路覆冰提供了一种中尺度的基于气象的覆冰预警方法,根据预报结果,运行维护人员可提前进行输电线路的防冰抗冰工作准备,最大限度降低输电线路覆冰带来的危害。为了解决冰冻     

华北地区山区风电场导线覆冰特点研究

导线覆冰对山区风电场输电线路的安全运行及造价影响很大。本文在分析华北地区山区风电场输电线路覆冰灾害的基础上,通过现场调查及覆冰资料的分析计算,对华北地区山区风电场覆冰取值和覆冰特点进行了分析总结,为在以后更好的进行工程设计及风电场的运行维护提供参考依据。     

高压线路运行环境监测预警研究

介绍从多种数据融合分析的角度建立开展多种环境信息模型的研究?本文针对云南省特有的环境因素,建立了基于温度、湿度、风速等因素的覆冰和山火监测预警模型,对云南省高压输电线路运行工况进行监测预警,实际应用表明预警模型精确有效,能够有效地对覆冰山火等灾害进行预警,从而保障输电线路的安全稳定运行。     

基于气象参数的输电线路电气可靠性实时评估与预警系统设计与研发

输电线路的运行状态与所处的气象环境密切相关,为进一步提升输电线路自然灾害风险的在线管控能力,研发了一套基于气象参数的输电线路电气可靠性实时评估与预警系统。依据传统的输电线路覆冰增长、动态积污、雷暴预测以及风偏角计算模型,从气象部门引入定制化的实况监测、数值预报等气象参数,采用WorldWind三维地理信息框架和Web Service接口服务技术,实现输电线路冰闪、污闪、雷击以及风偏闪络风险的评估与预警。该系统已针对部分线路线开展了试点应用,输出的评估与预警结果与实际运行情况基本吻合,对于实时掌握线路运行环境以及在灾害来临前采取紧急应对措施具有十分重要的意义。     

基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法

输电线路大多架设在野外,受自然灾害影响范围较大、程度较深,而覆冰灾害给电网带来的经济损失尤为严重。在分析现有覆冰监测装置的基础上,提出了基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法。该方法以OPGW光缆内部光纤作为传感器,采用光纤布里渊散射技术,结合覆冰广域监测原理模型,分析覆冰与线缆温度变化关系,利用有限元分析软件对OPGW覆冰与未覆冰状态的缆线温度变化进行了热力学仿真。为验证该方法监测的性能及可靠性,在覆冰实验基地进行了现场模拟挂塔试验,试验结果表明,基于OPGW的输电线路覆冰监测能够准确定位和识别覆冰区段与未覆冰区段,实现输电线路覆冰广域监测。     

基于布谷鸟搜索算法优化支持向量机的输电线路覆冰预测

为了提高输电线路覆冰预测精度,采用主成分分析确定输电线路覆冰的关键影响因子为温度、湿度和风速,以此作为覆冰预测模型的输入量。采用布谷鸟算法对支持向量机的惩罚因子和核参数进行优化,建立基于CS-SVM的输电线路覆冰厚度预测模型。采用实际运行线路的覆冰数据进行仿真分析,结果表明,基于CS-SVM的输电线路覆冰厚度预测模型的平均相对误差、均方根误差和全局最大误差分别为5.254%、0.952%、5.827%,均小于其他几种常用覆冰预测模型,验证了模型的正确性和有效性。     

基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演

高压输电线覆冰是电网安全运行管理维护部门关注的重点致灾因子之一,其中覆冰厚度是输电线路风险评估、除冰策略等研究的关键指标。针对现有覆冰厚度提取精度不高、效率低等不足,提出了一种基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演方法,即模型-应力-冰厚法。首先从两期激光点云中精细提取输电线三维空间模型,结合导线参数提取空载输电线水平应力。然后根据状态方程,计算覆冰输电线水平应力。最后综合覆冰输电线三维空间模型和水平应力,计算其综合比载,最终实现覆冰平均厚度快速反演。实验结果表明:该方法能快速实现输电线覆冰厚度反演,覆冰厚度反演误差最大值为0.30 mm,相对误差为6.58%。该研究对高压输电线路覆冰风险监测与评估具有重要的应用价值。     

基于层次分析法的输电线路覆冰风险因子分析

输电线路覆冰是影响线路正常运行的重要灾害,结合贵州电网实际情况,分析线路覆冰风险因子,并利用层次分析法的理论,计算各因子相对重要程度,为输电线路覆冰风险评估和防冰工作开展提供针对性建议。