输电线路覆冰监测的OPGW传感应用研究

输电线路是电网安全稳定运行的重要组成部分。在我国南方地区冬季输电线路容易受到自然覆冰的影响,出现输电线路断线、覆冰闪络和倒塔等电力事故,因此冬季输电线路覆冰情况已经成为电网安全运行研究的主要问题。本文通过观察OPGW传感覆冰监测系统的实际应用结果,将系统挂网后的真实检测情况和输电线路上实际覆冰数据进行对比分析,论证OPGW传感覆冰监测的有效性。     

基于谱聚类的输电线覆冰过程微气象特征提取模型

因输电线路覆冰造成的电网瘫痪是近年来常见的电网灾害之一,进而对电力系统安全运行的可控性以及电网灾害预警的可靠性提出了更高的要求。提出了基于谱聚类的输电线路覆冰过程特征提取模型,对覆冰过程进行了定性分析,该模型通过对影响覆冰过程的微气象因素进行特征提取(聚类),较为准确地对输电线覆冰严重程度进行了分离,并对微气象数据进行统计分析,将气象倾向率作为参考量,获得了严重覆冰、覆冰脱落等过程发生的气象条件,最后通过云南电网提供的相关数据验证了此模型的有效性,为电网部门输电线路覆冰灾害的预警提供气象参考条件。     

基于多源信息融合的架空输电线路覆冰预测模型研究

输电线路严重覆冰可能会导致输电线路的机械和电气性能急剧下降,威胁电力系统安全、稳定运行。线路覆冰预测技术是电网防冰、抗冰领域难点之一。本文以电网输电线路自然覆冰监测大数据为基础,进行数据异常处理、缺失值填补等预处理,提出一种基于覆冰拉力浮动区间的区间准确率评测方法。研究基于新型深度学习的数据驱动输电线路覆冰预测技术,构建了融合历史监测拉力、微气象数据及未来天气预报的拉力时序、一阶差分拉力时序覆冰预测模型,实现覆冰监测终端未来24小时逐小时的拉力准确预测,提前预知输电线路是否覆冰以及覆冰程度,有助于防冰、融冰决策,保证电力系统稳定安全运行。     

基于光纤传感的输电线路覆冰监测系统研究

输电线路严重覆冰将会造成输电塔倒塌或导线断线等事故,形成大面积停电、电网崩溃瓦解的电网事故.现用人工观冰为输电线路启动融冰提供决策依据,进而来预防覆冰过重.基于光纤传感技术与覆冰计算模型开展输电导线覆冰监测方法研究,实现云南电网某110 kV输电线路主要覆冰期(2015年12月18日至2016年2月17日)的在线监测,并与人工观冰结果进行对比验证.以4个人工观冰时间点的监测数据为例,人工观冰得到最大覆冰厚度分别为0.6 mm、0.9 mm、4.2 mm、1.5 mm;而光纤监测得到的等效覆冰厚度分别为0.381 mm、0.362 mm、0.892 mm、0.415 mm.对比发现最大覆冰厚度约为等效覆冰厚度的2～4倍.因此,基于光纤传感的输电线路覆冰监测方法可用来监测导线的等效覆冰厚度,为直流融冰等除冰过程提供数据支撑,以保障电网的安全稳定运行.     

电力覆冰监测拉力传感器的研制

输电线路覆冰一直是电力企业关注的重要问题之一,为了有效提供输电线路详实准确的覆冰情况,设计了一种电力覆冰监测拉力传感器,是输电线路覆冰在线监测系统最前端的装置,可对输电线路覆冰进行实时监测。本文从产品原理、结构、硬件电路设计、软件设计等方面对该拉力传感器的研制进行了介绍。通过实验结果表明,该拉力传感器能够满足性能测试要求,可用于架空输电线路覆冰情况的监测。     

微气象因素和导线温度对输电线路覆冰的影响研究

影响输电线路覆冰的主要影响因素是微气象因素(环境温度、风速、风向及相对湿度等等)和导线温度等等。而目前微气候要素和覆冰的相关性分析不全面、不系统,无法确定输电线路覆冰的主要因素。统计了云南电网靖万线110 kV线路2015年12月至2016年3月输电线路覆冰在线监测系统的各个监测参量,采用改进的灰色斜率模型分析了输电导线微气象因素(环境温度、风速。相对湿度)和导线温度与覆冰之间的关系,计算得到它们之间的关联度分别为0.198、0.075、0.265、0.496;在导线温度满足输电导线覆冰的情况下,环境温度、风速及相对湿度与覆冰间的关联度分别为0.179、0.056、0.237。因此,影响覆冰较大的因素为导线温度,可以为直流融冰等除冰过程提供数据支撑,以保障电网的安全稳定运行。     

太阳能无线电力线覆冰监测系统研究

覆冰是电力线路所遭受的主要灾害之一,严重影响电网的正常运行。采用太阳能分布式自动气象监测系统,设计了一种应用于电力系统的算法来预报电力线路覆冰。实际运行表明：该系统可以提高覆冰预报的经济性和准确性,较好地满足了监测要求。     

基于冰雪灾害影响下的高压输电线路的设计与维护

高压输电线路一旦出现故障,将造成严重的损失。因此,电力部门将其列入重点防护对象,尤其在冰雪等恶劣环境下,输电线路的损毁严重。文章分析了冰雪灾害下的高压输电线路故障及其维护方式。其中包括提高电网规划的设计标准、优化高压输电线路的走向、采用防止电网覆冰的技术措施以及提高输电线路事故预防和检修能力。以确保电网能够安全、稳定的运行。     

在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,提升该地区线路覆冰预测预警能力迫切需要。本文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,总结提炼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,再结合线路自然环境的地形和气象因素构建相应较强泛化能力的覆冰等级模型,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,该模型及工作机制能准确地预测预警线路覆冰状态。     

极端条件下高压输电线路覆冰识别检测技术

目前,越来越多的高压输电线路需穿过重度覆冰区,由冰雪灾害引起的输电线路故障问题频繁发生,从而造成一定的经济损失,故需要探索一种有效识别极端条件下覆冰输电线路状态的检测算法。提出小波变换模极大值和多尺度多结构形态学两者加权融合算法,对算法的原理进行了分析,结合所采集到的图像,通过去雾、滤波、灰度增强等方法对图像预处理,对边缘检测算法进行实现。通过对比经典常用的边缘检测算子发现,该方法在极端条件下对覆冰输电线路边缘轮廓检测误差只有0.661 7%,满足极端条件下覆冰输电线路识别检测,为下一步输电线路覆冰厚度计算以及故障诊断提供技术支持。     

浅谈电力线路覆冰防治

1、覆冰灾害原因分析 在08年的冰灾中,贵州电网严重受创,最主要的原因就是电力线路上有覆冰。也就是在杆塔上、导线上、绝缘子上都结了很厚的冰,这样就造成它的荷载增加。要搞好覆冰期问电网安全运行,就要理清覆冰对电力线路造成的破坏,覆冰灾害对线路造成的影响主要有2大类：     

输电线路巡检机器人覆冰厚度测量装置的研究

结合在电力行业的实际应用,针对当前输电线路导线覆冰实时监测装置存在的问题,提出了安装在输电线路巡检机器人平台上使用的一种直接接触测试式的输电线路覆冰厚度测量装置。详细介绍了输电线路覆冰厚度测量装置的传感器选择、结构设计、测量原理,相应的电子电路部分以及数据处理方法。该装置的优势在于不改变原有线路,测量方式可靠,测量结果准确,可以对档距内的线路进行全程测量,较好地解决了当前存在的不足。为进一步进行性能测试打下了基础,为解决输电线路覆冰测量提供了新的解决方案。     

基于改进QPSO-SVM的输电线路覆冰厚度预测

冰雪灾害严重影响电网安全稳定运行，因此，对输电线路覆冰厚度进行预测可以有效地指导电网抗冰工作。利用灰色关联法分析温度、湿度、风速、降雨量和气压对线路覆冰厚度的影响，提出一种基于历史统计数据的输电线路覆冰厚度预测模型，采用改进量子粒子群算法（IQPSO）对支持向量机模型（SVM）参数惩罚因子c和核函数宽度δ进行寻优，结果表明：环境温度与覆冰厚度关联性最高，其次是降水量、风速、相对湿度，气压关联度最小，呈弱相关性；于同类型方法相比，IQPSO-SVM覆冰厚度预测模型预测精度较高，其平均绝对误差百分比为1.946%，均方根误差0.107 mm，验证了预测模型的有效性，具有一定的工程价值。     

一种双目视觉输电线路覆冰厚度测量方法

本文提出一种基于双目视觉原理的输电线路覆冰监测方法。研发以双目相机为主的无人机覆冰监测载荷,对双目相机进行标定,获取内外检校参数,通过图像校正构建平行双目立体量测模型;在红外图像辅助下,立体量测获取特定同名点的空间位置,通过导线覆冰厚度计算和校正方法获取输电导线的覆冰厚度。大量试验表明,该方法在输电线路覆冰应急监测中具有较高的测量精度。     

基于分形理论的输电线路覆冰厚度测量

输电线路覆冰是影响电力系统安全运行的因素之一,有效检测输电线路覆冰厚度,及时采取有效的除冰措施,能够预防由覆冰引起的电力事故。针对输电线路覆冰,提出基于分形理论的覆冰厚度检测方法。该方法采用毯子维分形方法分别提取导线和覆冰边缘,并用Koch曲线连接不连续覆冰边缘;根据导线直径的像素值与实际值之间的关系求出标定系数;利用标定系数计算横向和纵向的覆冰厚度。分别在覆冰现场和实验室环境下,用所提出方法进行实验,结果表明该方法不仅能够准确计算线路覆冰的厚度,还可反映覆冰的厚度分布情况,方法简单、误差小、抗噪性能好,应用于线路覆冰监测具有可观前景。     

防雾型嵌入式输电线路覆冰监测装置的研制

在高寒大雾的山区进行输电线路的覆冰监测经常由于安装在杆塔上的摄像头与待拍摄的导线距离太远而导致大雾天不能清晰的拍摄输电线路的覆冰情况。本装置采用基于ARM的嵌入式系统直接将摄像头安装在输电线路上进行近距离的拍摄,获得导线清晰的覆冰图片。系统设计考虑装置运行在高压输电线路上存在干扰,因此对PCB设计进行合理端接减少干扰,而装置供电电源采用了导线取电和太阳能的方式可较好的解决了装置的供电。该装置的成功应用使得大雾的山区能清晰获得线路覆冰图片,为输电线路的安全运行提供指导。     

覆冰状态下高压输电线路运行可靠性自动检测方法

为了提高对覆冰状态下高压输电线路运行可靠性的自动检测能力,提出一种基于关联规则信息融合的覆冰状态下高压输电线路运行可靠性自动检测方法,采用自相关特征检测方法进行覆冰状态下高压输电线路运行状态挖掘,提取覆冰状态下高压输电线路运行的可靠性数据,根据数据提取结果进行信息融合和量化回归分析,结合异常谱密度特征检测方法,实现对覆冰状态下高压输电线路运行可靠性数据挖掘,构建覆冰状态下高压输电线路运行状态的特征分布模型,结合关联规则信息融合方法,实现覆冰状态下高压输电线路运行可靠性自动检测。仿真结果表明,采用该方法进行覆冰状态下高压输电线路运行可靠性检测的准确性较高,抗干扰性能较好。     

导线覆冰厚度线径订正系数的理论计算分析

合理的设计冰厚可在保障电网抵御覆冰灾害能力的同时大大降低电网工程的整体造价,因此输电线路冰厚线径订正系数的正确计算具有重要的工程应用价值。本文基于量纲分析提出了一个导线覆冰碰撞率的简化计算公式,并结合雨雾凇导线覆冰理论模型导出了冰厚线径订正系数的理论计算方法,其结果与有关实验研究结果相符并优于最新行业标准(DL/T5158-2012)推荐的方法。进一步利用该方法从理论上计算分析了不同覆冰类型冰厚线径订正系数及其差异,结果表明：雾凇覆冰情况下冰厚线径订正系数随导线直径增大而减小,雨凇覆冰情况下冰厚线径订正系数随导线直径增大而增大,而模拟雨雾凇混合覆冰情况下的线径订正系数介于前两者之间。由于具有较完整的理论基础并能够考虑不同的覆冰类型和气象条件,该方法具有较好的理论普适性,对电力线路防冰设计具有较大的应用参考价值。     

输电线路除冰技术及除冰机器人设计

针对输电线路覆冰灾害,本文首先介绍了输电线路除冰技术,然后给出了一种输电线路除冰机器人的设计,包括机器人机械结构和控制系统。该机器人利用其前端固定的刀具,通过前推撞击方式除冰,通过压紧轮机构、锁紧机构和防倾倒机构,保证了机器人运行时不脱离线路,确保了作业时的安全性。该机器人已经在模拟线路进行过多次作业试验,并在500KV带电线路上进行多次试运行,均达到了理想的效果。该机器人可以在不停电的情况下提早消除覆冰隐患,防止重大灾害的发生。     

架空地线融冰自动接线装置的技术研究

在覆冰的季节,输电线路重冰段容易发生由于覆冰过载而导致线路断裂的事故。针对架空输电线路的覆冰问题所带来的一系列问题已经得到越来越多的关注,相比地线,地线在电网运行时,不承担通流带电任务,一般处于线路的顶端,遇到冰雪天气更易覆冰,在众多地线融冰方式中,基于直流电热融冰的方式已成为地线融冰首选,即采用地线引接线方式融冰,将导线电流导入地线,利用热效应将地线覆冰融化,针对导地线连接方式,研究一种小型化的地线融冰自动接线装置,实现了导地线间的临时连接。可对任意区段的地线覆冰进行融化,该装置具有体积小、质量轻、操作性好、通用好等优点。采用伸缩结构,可适应不同高度跳线串。同时采用蜗杆减速机构,可在各个传动环节实现自锁,使地线融冰装置在运行过程中更安全可靠。该项技术为研究解决输电线路地线和地线覆冰、降低直流融冰装置投资、降低安装难度、提高架空输电线路抗自然灾害能力,具有重要的现实意义。该小型化装置安全、简单、有效、经济可靠。目前在线路覆冰期间得到了应用,均取得了很好的融冰效果,架空地线的融冰效率及成功率均可得到保证。