一种降雨诱发滑坡灾害下输电杆塔的监测与预警方法

高压输电杆塔作为输电网络的重要组成部分,不可避免地会架设在山脊、陡坡边缘等类似地带,可能在短时间内遭受强降雨灾害诱发山体滑坡的破坏。针对降雨诱发滑坡灾害下输电杆塔的预警问题,通过北斗卫星定位和数值天气预报等多源信息融合,按照滑坡体与杆塔的相对位置关系,提出了滑坡影响因子的量化分级方法。基于双因素分级叠合法分别构建输电杆塔的风险预警方法。最后通过算例测试对所提方法进行了有效性与实用性验证,并根据测试结果给出了相关建议,有助于提前采取预防措施,降低地质灾害对电网的灾变影响。     

架空输电线路鸟害分析及防范措施

通过观察输电线路发生鸟害故障区域鸟类活动情况,确定引起输电线路发生故障跳闸的鸟类.对有鸟巢的输电线路杆塔所处区域、附近的水源、与村庄距离、植被覆盖情况、筑巢杆塔高度进行综合分析,确定引起线路跳闸的鸟类的分布特点.统计2014-2020年泰安地区架空输电线路发生的鸟害故障,分析涉鸟故障区域、时间、鸟种、电压等级等特征.制定鸟害风险分级原则及绘制鸟害风险分布图.对泰安地区架空输电线路防鸟装置应用情况进行统计、分析和评估,提出鸟害防治意见.     

基于空间笛卡尔坐标系的孤堡输电线路杆塔基础偏移状态监测研究

针对输电线路杆塔基础被埋置于孤堡中造成重大安全隐患的问题,笔者提出了进行孤堡输电线路杆塔基础偏移实时监测方法。首先确立输电线路杆塔基础位移检测笛卡尔坐标系,有效获取孤堡杆塔基础支撑脚处位移量;其次提出以笛卡尔坐标系为基准的孤堡输电线路杆塔基础偏移算法;最后结合相关检测数据进行算法验证,获取了一段时间内基础位移与时间变化关系曲线。对该曲线的分析表明,文中提出的方法对孤堡输电杆塔基础偏移预警效果好精度高。     

密集通道灾害风险预警及辅助决策研究

介绍了密集输电通道预警系统的现状,详细分析了密集通道灾害风险预警、灾害风险辅助决策、灾害故障,以及故障事件报告.     

四川电网建设运维面临的挑战和解决措施

由于四川电网特殊的地形地貌,其建设运维面临着各种灾害和风险,包括藏区联网工程谐波过电压风险、其大量输电线路穿越重覆冰区和无人区、特高压输电线路及接地极线路缺陷故障频发、输电线路走廊地质脆弱、滑坡泥石流风险较大等。针对上述问题进行了大量研究并提出了解决措施,包括藏区联网工程谐波过电压风险评估及防控技术研究、覆冰监测预警及防冰保线技术研究、基于高压等电位取能及无线蜂窝网格网络自组网技术的输电线路视频巡检系统在电网"四无"地区的应用、基于地线感应的输电线路在线监测装置取能技术研究、宾金特高压直流工程接地极线路断线故障分析及解决措施、输电走廊滑坡和泥石流监测预警技术研究6个方面。未来将加强电网防灾减灾技术的研发与应用以及特高压交直流输电建设与运维技术研究,打造大电网安全运行技术支撑体系。     

考虑降雨诱发次生地质灾害的电网风险评估方法

针对降雨气象频繁造成次生地质灾害进而诱发输电线路停运的现状,建立一种考虑降雨诱发次生地质灾害的电网风险评估方法。首先分析降雨诱发地质灾害影响电力设施故障率的途径;结合气象和地质环境遥感数据估算诱发次生地质灾害行为的关联参数,并量化次生地质灾害造成输电杆塔变形及线路断线的概率。基于蒙特卡洛模拟和最优削减负荷模型,结合风险理论构建指标,以此为依据识别降雨气象诱发次生地质灾害下系统薄弱环节。综合考虑系统网架结构和电网实时运行状态,给出实际应用时所提模型中数据采集、数据处理和信息反馈等关键技术实现框架。对某区域电网进行算例分析验证了所提方法的合理性和有效性。仿真分析结果表明,系统运行风险随着灾害范围扩大、严重程度增加而逐步增加,与实际情况吻合。     

地理气象相关的输电线路风险差异评价方法及指标

运行统计表明,不同区域不同气象环境下输电线路故障事件频率、发生时间等具有较大差异。而现有输电设备可靠性评价聚焦于同类型设备的整体可靠性性能,忽视了同类型设备的区域性差异、影响因素差异以及短时性故障聚集效应等特征。为了更准确地反映输电线路受气象环境影响的不同风险水平,有必要研究输电线路风险差异的分析及评价方法。该文首先分析了输电线路故障风险差异特征及其原因。然后从区域电网失效事件的气象敏感度、区域线路故障频率差异、区域线路故障失效时间差异、线路故障高风险区段等因素出发提出了反映输电线路风险差异的评价方法及指标。可深度揭示关注区域内线路失效的风险差异特征,充分反映气象灾害的影响规律及线路的防灾抗灾能力,可为线路规划设计、调度运行、状态检修等提供精细化的信息,有助于管控电网运行风险、提高电力系统可靠性水平。以某省电网的故障样本进行的实例分析,验证了所提风险评价方法和指标的适用性和优势。     

基于关联规则和证据理论的输电线路水土流失地质灾害风险评估

为了及时发现输电线路潜在的地质灾害隐患,提出了架空输电线路水土流失地质灾害风险评估方法。首先,结合架空输电线路环境特征、气象数据和巡线相关数据,利用关联规则量化环境特征与水土流失灾害的关联关系,基于证据理论以坡度、坡向、坡位、海拔等特征因子为证据体计算水土流失灾害基本信度;然后,结合雨温联合致灾风险概率分布函数,构建了架空线路水土流失灾害风险概率计算模型。以某500 kV线路为例,分析了该评估模型的详细计算流程,划分了输电线路水土流失灾害风险等级,提出了差异化的地质灾害风险防范措施。该方法能有效评估架空输电线路的水土流失灾害风险,为线路的智能化运维管理提供理论支持。     

输电线路差异化防山火技术与策略

针对输电线路山火灾害点多面广、引发故障影响因素多、对电网的安全稳定运行构成严重威胁的难题,分析了人为用火习俗、气象条件、植被类型等因素对山火分布的作用,阐述了地形参数、线路本体参数和山火形态等因素对输电线路山火跳闸的影响,分析了输电线路山火灾害脆弱性的差异。在此基础上,结合输电线路山火跳闸恢复时间,提出了1种定量化、精细化的输电线路山火灾害风险指标及计算方法。然后,从输电线路山火灾害防御与处置这2个方面分析了输电线路防山火措施的有效性与的适应性。研究结果表明:开展的逐基杆塔线路区段的输电线路山火灾害风险计算,揭示了输电线路山火跳闸风险差异特征;以某省电网1条±500 k V电压等级的直流输电线路为实例计算分析的输电线路1 300号—1 577号线路区段的山火跳闸风险,充分反映了输电线路山火灾害的分布规律及线路山火灾害的容灾抗灾能力;对计算得到的4个重点防山火线路区段采取了线下植被置换、配置灭火装备、安装分布式山火监测装置等有针对性的防治措施,验证了所提差异化防山火风险评价方法和指标的适用性和优势。所开展的输电线路差异化防山火技术研究,可为线路设计、运行维护等提供"有的放矢"的精细化信息指导。     

暴雨影响电网安全的机理及其在线防御技术

近年来,暴雨灾害频频引起停电事故,迫切需要研究暴雨影响电网安全的机理及其防御技术。首先,结合典型灾害案例,从雨闪、内涝、次生地质灾害3方面归纳了暴雨灾害影响电网安全的机理、途径及特点;然后,构建了暴雨引发电网故障的风险评估框架,提出了降雨强度、降雨量、有效降雨量3个关键指标,并设计了分别实施暴雨预测、信息融合、关键指标计算、风险评估的基本流程;最后,提出了一种群发性故障集的筛选方法,以及暴雨灾害在线预警及在线防御的实施方案,指出应统筹协调包括预防控制、紧急控制在内的各种防御措施,建立多时空尺度的综合防线。     

滑坡区输电铁塔安全性分析与评价

架空输电线路不可避免的要跨越山区地带,很容易遭受到滑坡地质灾害的袭击。位于滑坡区的输电铁塔会发生变形,威胁输电安全。以滑坡区某500 kV输电线路332号铁塔为研究对象,把滑坡作用和三种气象工况组合得到3种综合工况,利用ANSYS对其进行有限元计算,分析构件力学特性,研究3种综合工况铁塔倾斜位移与塔脚位移、最大应力和控制应力间的变化规律。最后,建立了输电铁塔安全性评价模型,用于不同阶段滑坡作用下输电铁塔的安全性评价。结果表明,对滑坡区输电铁塔应以第一道横隔面杆件应力监测为重点,最低温综合工况是最不利工况。研究结果对同类滑坡条件输电铁塔的安全性评估具有参考意义。     

基于台风路径预测信息的输电杆塔累积损伤模型研究

强台风可能对所经区域的输电杆塔造成物理破坏并引发大面积停电。为协助电力部门准确预估台风天气下杆塔倒塔的风险并提前调配和部署防台物资,建立了一种基于台风路径预测信息的输电杆塔累积损伤模型。首先,根据气象台短期台风预报信息、采用网格方式确定受台风影响的风险杆塔;其次,充分结合短期和短时双时间尺度台风基本信息和杆塔地理位置信息,预测杆塔受台风影响的累积作用时间和风速;第三,构建了单位时间内强台风下杆塔因塑性疲劳发生倒塌的低周疲劳损伤数学模型,并利用改进泊松公式求取不同台风作用时间、风速和地理位置的杆塔倒塔概率;最后,基于直流潮流算法优化计算电网最小负荷损失。算例验证了所提方法的有效性、合理性。     

冰风暴灾害下输电线路故障概率预测

针对冰风暴灾害下输电线路运行故障问题,提出了基于极端学习机和Copula函数的断线倒塔概率预测模型。该模型运用广义极值分布刻画冰风暴灾害下冻雨量、风速、输电线和铁塔冰、风荷载的随机特性,并通过ELM网络预测出实时变化的GEV分布的形状参数、尺度参数和位置参数。随后考虑冰、风荷载之间的概率相关性,借助Clayton-Copula建立冰、风荷载的联合概率分布,从而实现输电线和铁塔的实时故障概率预测。结合湖南郴州电网的历史数据展开算例分析,验证了该预测方法的有效性和准确性。     

基于神经网络的大型输电铁塔损伤识别研究

大型高压输电铁塔结构是我国电能的主要输送模式.近年我国南方遭遇的罕见冰冻灾害,导致大量铁塔倒伏导致重大经济损失,对其进行损伤识别研究已成为亟待研究的领域.应用神经网络理论,选用合理的网络模型和网络参数,提出了大型输电铁塔结构损伤识别的新方法,据此识别结构损伤位置和损伤程度,并以一500 kV输电铁塔为例进行了损伤识别.计算结果表明,该方法可以获得令人满意的识别精度.在结构参数化有限元模型存在误差的情况下,仍然可以获得较好的识别效果,该方法可以推广应用于其他铁塔结构体系的损伤识别.     

基于多因素修正的台风灾害下输电线路失效预测方法

台风灾害是导致沿海地区输电线路倒塔(杆)、断线等线路损毁的主要原因之一。为了提高电网抵御台风的能力,进行台风灾害下输电线路失效预测具有重要意义。为此文中将输电线路看做由杆塔和线路共同组成的塔线系统,提出了一种基于多因素修正的台风灾害下输电线路塔线系统的失效预测方法。该方法结合传统的风荷载受力模型以及多因素分析的数据挖掘技术,分为基于模型驱动和基于数据驱动2个部分。模型驱动部分考虑杆塔和输电线路实际风荷载及设计风荷载的物理力学模型;数据驱动部分考虑电网信息、气象信息、地理信息等多因素信息,通过对历次台风灾害下的样本数据进行数据挖掘分析,结合当前预测信息,求取修正系数对模型驱动结果加以修正,进而获得输电线路塔线系统的综合失效概率,并对其进行可视化处理。最后通过算例分析验证了所提方法的科学性及有效性。     

架空输电线路风雨致振动响应研究

根据架空输电线路在风雨激励下被破坏的实际状况,建立了"三塔两跨"有限元分析模型,其中,输电杆塔采用三自由度梁单元,导(地)线采用索单元。提出了雨荷载的计算方法以及与风湍流共同作用于架空输电线路的荷载组合原则,分析了输电杆塔、导(地)线和结构体系的结构动力特性及其相互关系,采用数值模拟方法,建立了设计与灾害荷载的不同工况组合,在时域对输电杆塔的动力响应规律进行了分析。研究表明,架空输电线路的运动耦合性对结构动力特性有不容忽视的影响,降雨对架空输电线路的响应具有明显影响,且有与风湍流同时作用的激励特征,结构体系发生连续倒塔破坏的原因是风雨共同作用导致结构体系局部动态受压失稳造成的。     

输电线路山火监测预警系统的研究及应用

研发了输电线路山火监测预警系统并成功应用于多省市跨区电网线路。介绍了火点监测基本原理,给出了基于卫星遥感的输电线路山火监测与预警系统硬件和软件架构及其组成功能。为提高火点判识准确度,提出一种火点判断阈值自适应算法;提出了火点与杆塔距离优化算法,减少杆塔距离计算量。研制的输电线路山火监测与预警系统成功应用于多省市跨区电网。应用结果表明,研制的输电线路大范围山火监测系统能准确有效地监测输电线路山火并及时发布预警信息,有利于提高电网抵御山火灾害能力。     

韶关地区冰灾引起的输电线路铁塔动力倒塌初步分析

对韶关电网由于冰冻天气造成的输电线路毁坏进行了调查研究,重点测量了导线覆冰情况,观察了220kV坪通线119—121号3座相邻输电线路铁塔的受损程度和倒塌形式,结合这些塔的地理位置进行分析,指出系列铁塔受破坏的原因主要是导线厚冰荷载作用引起铁塔局部破坏,进而引起相邻铁塔发生系列动力倒塌。最后,对铁塔的修复和进一步的研究内容提出了若干建议。     

500 kV酒杯塔覆冰破坏形态分析

2008年初电网冰灾破坏原因统计分析表明,500 kV输电线路铁塔受损严重,其中酒杯塔倒塔基数占倒塔总数的36.2%。为了弄清酒杯塔在覆冰荷载作用下的破坏形态,选取湖南冰灾区500 kV线路中的酒杯塔进行均匀覆冰荷载和不均匀覆冰荷载作用下的主要受力杆件的敏感度及整塔的破坏形态分析,从而确定酒杯塔覆冰荷载作用下的受力薄弱点。研究结果为我国冰灾区酒杯塔设计和加固补强提供参考依据。