考虑电网安全风险的融冰序列决策

基于可靠度理论和风险理论,综合考虑冰风荷载影响,提出冰灾天气下的覆冰线路故障概率模型,并与衡量事故后果的综合严重度指标相结合,构建覆冰风险指标反映覆冰线路故障对系统运行安全水平的影响;根据气象监测信息提出线路覆冰增长预测模型,构建系统覆冰度指标衡量电网全局覆冰水平;兼顾电网安全运行水平和系统覆冰发展趋势,综合覆冰风险指标和系统覆冰度指标构建融冰决策指标,提出融冰序列决策方案的制定方法。IEEE 30节点系统仿真结果验证了所提方法的合理性与可行性。     

计及多因素的电网冰灾风险评估模型研究

为综合评价电网遭受的冰灾风险,提出了一种计及多因素的电网冰灾风险评估模型。首先对冰灾气候建模,采用皮尔森Ⅲ分布描述年极值冰厚概率分布,并给出电网设计冰厚与年极值冰厚的关系;接着分析了覆冰厚度、融冰机配置和资源保障率等因素对元件停运模型的影响,并通过模糊推理系统建立线路的停运模型。在此基础上建立电网的冰灾风险评估模型,对算例的仿真结果表明,该方法可以准确、合理地考虑多种因素对电网冰灾风险的影响,并指出采用融冰机等措施能够有效地减小电网的运行风险,从而为电力部门的运行和管理提供有益的参考和意见。     

考虑融冰因素的输电线路覆冰故障概率计算

根据导线覆冰表面热平衡方程分析内外部融冰因素对导线冰载荷的影响,计及地形对冰载荷的影响以及覆冰引起导线等效半径增大对风载荷的影响,通过气象实测的降雨量、风速、风向、温度等信息以及电网运行信息、当前监测覆冰厚度等信息建立输电线覆冰厚度增长预测模型。从输电线路覆冰过载机理出发,构建覆冰故障概率计算框架,从力学角度分析覆冰厚度及风速对输电线路的共同作用,采用反映金属承载极限特性的指数模型计算输电线路故障概率。以实际线路为例验证了该模型计算得到的线路覆冰故障概率变化趋势与实际故障情况相符,能够充分验证覆冰故障率与实际天气的相关性。     

基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法

冰雪灾害会严重影响电力系统的安全稳定运行。为准确评估覆冰情况下电网所面临的风险,提出了基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法。该方法根据覆冰预测系统预测得到未来数天内的输电线路覆冰厚度,根据时变结构可靠性理论建立了输电线路时变失效率模型,建立了考虑融冰装置的输电线路修复时间模型与融冰装置使用间隔时间的模型;针对传统序贯蒙特卡洛法难以反映覆冰线路时变失效率的问题,提出一种可考虑时变失效率的序贯蒙特卡洛模拟法,并将其用于覆冰灾害下的风险评估。以IEEE RTS-79系统为研究对象,验证了所提模型与方法的有效性;分析了覆冰预测间隔时间和融冰装置数量对电网风险的影响,并给出了相关建议。     

架空线路覆冰闪络跳闸特性分析与风险建模

极端冰灾天气下线路覆冰闪络跳闸是激发大电网脆弱性、导致大面积停电的重要因素。覆冰闪络跳闸等现象的风险评估是建立冰灾防御体系的基础。基于电网层面,进行了冰灾天气下线路覆冰闪络跳闸的风险状态识别与风险建模。根据覆冰闪络跳闸特性分析,界定了输电网绝缘系统的脆弱点,即覆冰期绝缘系统冰凌桥接、融冰期冰凌断流等临界点。进一步建立了覆冰闪络状态的划分原则与风险等级,并对预测冰况进行了模糊模式识别和风险评级,为运行人员提供了动态风险信息。针对数据的小样本、多输入等特点,采用统计学习理论结构风险最小化方法,构建了最小二乘支持向量机（least squares support vector machine,LSSVM）冰闪跳闸风险评估模型,依据贝叶斯（Bayesian）证据推理优化模型参数。通过与误差反向传播人工神经网络（artificial neural networkwith error back propagation,BP-ANN）算法对比,验证了该模型的有效性。最后通过脆弱性指标分析了网架结构破坏的严重性与电网绝缘系统的脆弱性。     

电网冰灾案例及抗冰融冰技术综述

介绍了近年来世界范围主要冰灾案例。综述有关电网应对冰灾影响的文献资料,认为开展电网冰灾综合防治体系,主要包括以下3个层面：一是在覆冰严重的重要线路推广使用覆冰监测预警系统,分析电网安全风险,提高电网防冰抗冰的灾害预防能力。二是适当提高潜在的重冰地区输电线路的设计标准,针对不同的区域,除应用成熟的“过电流融冰＂和＂直流电流融冰法＂等方法外,开展基于新技术、新材料的抗冰防冰措施研究,因地制宜采用抗冰融冰技术。三是建立完善的电网恢复决策支持系统,当输电系统遭遇冰灾时,能有效地整合资源,修复电网,迅速地恢复电力供应。     

高压输电线路电热融冰技术

高压输电线路冰灾严重威胁电网的安全运行,覆冰线路的电热融冰是复杂的多物理场非线性过程,从理论上揭示覆冰导线的融冰机理,分析多种计算条件下LGJ-70/10和LGJ-400/65型导线雨凇覆冰的融冰时间,提出电热融冰技术领域中关系到融冰效率、线路安全以及节能所需考虑的最短融冰时间的重要参数,总结了覆冰厚度、覆冰温度、导线温度、环境温度以及对流载荷对最短融冰时间的影响,为高压输电线路的融冰技术应用和发展提供可靠的分析依据。     

采用模糊逻辑理论的覆冰厚度预测模型

针对输电线路覆冰对电网造成巨大损害,以及目前覆冰预测研究较少等问题,提出了基于模糊逻辑理论的覆冰厚度预测模型的建立方法.分析了贵州电网8条输电线路的覆冰现场监测数据,初步确定了25条有效模糊规则,并建立了基于模糊逻辑理论的覆冰厚度预测模型.预测模型的验证结果表明:模型预测的覆冰厚度值与现场实际覆冰厚度值的误差＜5 mm...     

基于灰色支持向量机的输电线路覆冰厚度预测模型

为了降低输电线路覆冰事故对电网安全造成的严重影响,对输电线路覆冰厚度进行预测将能够有效地指导电网抗冰工作。提出了基于灰色支持向量机的输电线路覆冰厚度短期预测模型,分析了样本中脏数据的剔除及数据预处理方法,通过模型预测值与实测数据的对比验证了该模型的准确性和适用性,根据模型预测的线路最大覆冰厚度值对现场观冰、冰情预警以及开展交直流融冰提供策略指导。将该模型与传统的支持向量机和广义回归神经网络覆冰预测模型进行了对比,结果表明,该模型平均误差为0.325 mm,平均绝对百分误差仅为2.61%,适用于输电线路覆冰厚度短期预测。在易覆冰地区,应用该预测模型能够更好地指导输电线路抗冰工作。     

冰灾对输电线故障率影响的时空评估

将冰灾造成停电灾难的问题解耦为:从冰雪到冻雨,从冻雨到覆冰,从覆冰到电网故障,从相继故障到大停电的过程。冻雨影响输电线故障率的途径涉及冻雨形成的气象规律;线路覆冰的热学规律;断线倒塔的力学规律。归纳在线评估冻雨风险所需信息,根据气象预报信息和微地形信息计算输电线覆冰厚度,根据线路实测信息在线评估输电线故障率的变化,修改安全分析软件所依据的预想事故集。根据潮流转移的电气规律及系统崩溃的动力学规律,建立冰灾停电风险的早期预警模型。     

基于弧垂测量的综合荷载下导线等值覆冰厚度监测方法

近年中国电网冰灾事故频发,输电线路覆冰监测对电网冰灾防治工作具有重要意义.弧垂作为导线覆冰后一明显变化量,可用于远程在线覆冰监测.因此,该文根据导线力学分析,建立综合荷载下,基于弧垂、温度测量的输电线路等值覆冰厚度数值计算模型,并以连续档下不同塔线连接类型线路,以及大高差非均匀覆冰线路为对象,提出其标况下状态方程参数计...     

计及气象因素时间累积效应的输电线路覆冰预测

现有基于机理的覆冰预测模型考虑因素众多,结构复杂,但仍存在预测误差。基于统计回归的覆冰预测模型则较少考虑时间累积效应,与实际情况亦有出入。因此提出了计及气象因素时间累积效应的输电线路覆冰预测模型。建立了气象因素下的覆冰厚度增长简易模型,分析了覆冰厚度随时间增长的关系。并进一步考虑不同气象因素对覆冰增长的影响,构建不同气象因素覆冰厚度增长程度指标。利用历史气象数据计算该指标并与覆冰厚度监测值组成训练集,采取SVM回归方法实现对覆冰情况的预测。通过算例对现有各方法与所提方法进行了对比,验证了该预测模型在精度等方面的优势。     

架空输电导线覆冰机理及相关预测模型现状与发展

中国是世界上电网覆冰灾害最严重的国家之一，明晰架空输电线路的覆冰机理并对覆冰情况进行准确预测对我国电网的冰灾防治有着重要的意义。基于现有的研究成果，本文详细阐述了架空输电线路覆冰机理和相关预测模型，并对这些机理和模型进行了分析与对比，总结现有研究的不足，同时指出了覆冰机理和预测模型今后的研究方向和发展趋势。     

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。     

基于时间序列分析与卡尔曼滤波的输电线路覆冰短期预测

为降低输电线路覆冰事故的影响,对输电线路覆冰厚度进行准确的短期预测将能够有效地指导电网抗冰工作。为此从输电线路覆冰是一种时间累积过程的角度出发,提出了一种基于时间序列分析与卡尔曼滤波算法混合的线路覆冰短期预测模型。模型利用导线覆冰量的时间数据序列所具有的自相关性和时序性,有效减少了现有覆冰预测模型由于测量到的各种微气象因素存在的误差累积到覆冰预测结果中的影响。最后,通过搭建的电力系统微气候模拟平台进行模拟覆冰试验来对预测模型进行了验证,其短期预测平均绝对误差为0.78%。同时,通过从贵州电网在线监测系统上提取实际覆冰数据,验证了预测模型的短期预测平均绝对误差为2.58%。这证实了该模型的有效性,能够为输电线路除冰工作提供参考。     

导线覆冰监测系统的力学模型与预警功能优化

研究输电线路覆冰在线监测系统的覆冰厚度预测模型以及预警功能的实现与优化。以覆冰线路为研究对象,对其进行力学分析,考虑耐张绝缘子串等不均匀载荷以及风偏平面的载荷,建立了输电线路综合荷载的等值覆冰厚度预测模型,并依据该模型建立导线覆冰在线监测系统。运用输电线路内部循环应力与疲劳振动次数的s-N曲线得出输电线路强度衰减的计算公式,依据导线剩余强度给出导线疲劳度概念及公式,并考虑导线疲劳度对覆冰监测系统的预警值进行修正。实验结果表明,监测系统可以更准确地发出报警信号。     

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。     

广东电网2008年冰灾调查分析及其防御措施

对引起2008年广东粤北地区严重冰灾的极端气象及电网受损设备进行综合分析和调查。根据粤北电网覆冰采样情况、覆冰区域、覆冰厚度、原设计冰厚,分析线路杆塔、地线、绝缘子、金具受损类型、状况及其原因,提出今后广东电网新建和改建线路应注重路径选择、提高设备防范标准,研究有效的防冰、除冰技术手段等建议。     

基于改进的小波神经网络模型在覆冰预测中的应用研究

输电线路覆冰厚度数据对输电线路冰灾防治具有重要意义。线路覆冰达到一定厚度后,电线张力和杆塔荷载会达到危险水平,需要采取相应的措施。建立覆冰厚度预测模型,可以预测某一时间点的覆冰厚度值,为运行单位提供决策参考。利用线路的覆冰历史数据,选择小波神经网络建立覆冰厚度预测模型,并利用共轭梯度算法代替传统的训练算法,显著提高了建模速度。预测结果表明,这种模型具有较好的容错能力,并满足预测精度。     

基于行波传输时差的输电线路覆冰厚度测量方法

提出了一种基于行波传输时差的输电线路覆冰厚度测量方法.推导了冰厚与线路长度的关系,基于输电线路故障全球定位系统(GPS)行波定位系统精确记录外部故障或操作产生的行波穿越线路的时间,测量输电线路长度的变化,从而计算出冰厚.分析了某地区电网2008年冰灾期间的运行数据,表明了该方法的适用性,可用于输电线路冰灾分析,为合理安排融冰计划提供参考.