输电线路覆冰垭口微地形的特征提取与识别方法

输电线路覆冰是中国电力系统安全稳定运行的严重威胁。针对输电线路覆冰微地形区域分类主观性强的问题,结合数字高程模型（digital elevation model,DEM）和江西省覆冰灾害故障统计数据,对输电线路走廊垭口微地形开展了识别研究,提出了一组垭口微地形的识别指标,对提取样本区域进行了特征提取。在此基础上,提出了一种输电线路走廊垭口地形识别方法,并验证了所提取的垭口地形特征与识别方法的有效性。研究成果可以为输电线路防冰的差异化设计提供参考。     

500kV输电线路覆冰闪络故障原因分析及防范措施

大兴安岭地区某500 kV输电线路发生了覆冰闪络故障。分析认为由于该输电线路所处区域为垭口地形,每年换季时节多出现雨雪天气,极易形成雨凇覆冰桥接复合绝缘子闪裙,引发覆冰闪络故障。并提出了在微地形微气象区,500 kV输电线路宜采用大伞隔断的防冰复合绝缘子或插花串,尽可能采用V形串或倒V形串防止冰凌桥接形成闪络通道,以及配置输电线路融冰装置,防止导地线覆冰断线等提高输电线路抗冰能力的防范措施。     

基于GIS的微地形因子识别与提取

由于微地形对局地气候条件会产生显著影响,因而在输电线路设计冰区划分和覆冰模型构建中均需考虑微地形因子。针对GIS软件难以直接获取地形类别等微地形因子的问题,本文提出了利用GIS识别和提取微地形因子的方法,并通过实例论述了其可行性与有效性。     

全国输电线路覆冰情况调研及事故分析

通过对特高压输电线路的覆冰情况进行调研,收集相关气象资料以及对近年来全国输电线路发生的重大覆冰事故进行统计分析,发现覆冰多发生在华中和西南地区;主要集中在一月份;海拔高度、微地形、微气象对覆冰的影响较大。结合雨凇的分布区域对输电线路覆冰事故的特点及原因进行了总结,并对覆冰事故的类型进行了统计,结果表明：覆冰事故分布区域广、事故危害严重;输电线路覆冰事故大部分发生在雨凇气象条件下,且温度稍低于0℃;同一地区发生覆冰事故频繁;在各种覆冰事故类型中,绝缘子冰闪是发生最频繁的事故之一。最后提出了减少和防治线路覆冰事故的方法。     

荆门微气象区域输电线路设计覆冰研究

分析荆门地区输电线路多年来遭受冰灾的情况,同时搜集当地气象部门的观测资料进行分析,结合地形、线路走向、沿线覆冰调查资料等因素确定了荆门微气象和微地形区域范围,同时经覆冰资料换算、事故分析计算得出了荆门微气象和微地形区域的设计覆冰厚度取值.     

面向输电线路覆冰厚度辨识的多感受野视觉边缘智能识别方法研究

输电线路覆冰积雪表现出强随机性和不可抗拒性,导致实际输电线路覆冰应急处理极度困难,亟需覆冰监测终端的边缘智能识别能力。为此,以电力视觉边缘智能为基础,提出了一种基于轻量型多感受野特征表达网络的输电线路覆冰厚度终端级辨识方法。该方法首先通过轻量化的卷积神经网络Mobile Net V3提取覆图像的特征,然后引入多感受野模块增大模型对覆冰影像的映射区域,从而增强其特征提取能力,其次采用多尺度目标检测网络(singleshotmultibox detector,SSD)实现覆冰厚度的辨识与监测。最后,采用实际场景下感知到的覆冰影像在计算资源有限的边缘智能装置中进行试验验证。试验结果表明:所提出的边缘智能识别方法能够实现覆冰厚度的终端级识别,并能在极端天气的覆冰场景下保持较高识别精度,避免了覆冰影像的长距离传输,实现了极端天气下覆冰监测的边缘智能自治,具有很强的泛化能力和实际适用价值。     

基于支持向量机的区域覆冰模型

针对无人区输电线路冰区划分问题,本文提出一种基于支持向量回归机(support vector vegression,SVR)的区域覆冰模型。利用研究区域大量实测覆冰数据和同时气象数据,采用ArcGIS提取区域地形因子,并将气象因子空间数值化,分析覆冰与气象因子和地形因子的关系,构建区域覆冰数学模型。研究结果表明支持向量机覆冰模型优于线性模型。     

微地形区导地线覆冰厚度订正方法研究

冰害严重威胁架空输电线路安全运行,微地形区的线路覆冰明显严重。微地形导致温度、湿度、风速等气象要素变化,是造成微地形区导地线严重覆冰的根本原因。重点针对水体、海拔、风速、风向等覆冰微地形影响因子进行研究,提出了覆冰微地形因子订正方法,并在实际覆冰现场进行了验证比对,订正后的覆冰厚度比实际覆冰厚度偏大,但总体上能反应严重覆冰的事实,在微地形覆冰预测结果修正方面具有一定的工程实用价值。     

微地形条件下220 kV朝峰线覆冰断线机理分析

为了深入研究微地形对覆冰线路不平衡张力及覆冰断线冲击的扩大效应,针对处于微地形区朝峰线输电线路覆冰断线事故,建立事故区4塔3档塔线体系有限元模型,定量计算不同工况下塔线体系临界覆冰厚度及断线冲击响应情况,提取不同覆冰工况及不同地形下数据对比分析。结果表明,该微地形下形成的重度覆冰和大高差档距扩大了塔线体系不平衡张力,覆冰断线造成的冲击动力响应远大于非微地形区覆冰断线情况,微地形区形成的重度覆冰及大档距高差扩大了断线冲击效应。     

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。     

基于无人机激光雷达技术的输电线路走廊清理方法

根据输电线路运维要求,提出了一种基于无人机激光雷达技术的输电线路走廊清理方法。首先采用自适应滤波法对无人机激光雷达点云数据中的地面进行分离,然后根据点云邻域内的点集组成的协方差矩阵奇异值构成的维度特征和方向特征对导地线、杆塔和典型地物进行分类。再通过悬链线方程建立输电线路三维模型,并基于网格剖分方法计算输电走廊中地物与输电线路导线的距离,最后根据规程对不满足安全距离要求的树木和建筑自动计算得出清理区域。将自动计算结果与人工计算分析结果进行了比对,验证了提出方法的准确性和有效性。结果表明,提出的走廊清理方法具有误差小和效率高的特点,且利于输电线路运维工作。     

计及山谷深度的输电线路雷电绕击率三维EGM研究

相当多的输电线路建立在山谷之间,过去传统输电线路绕击率计算模型都没有专门针对山谷地形的研究计算,忽略了山谷独特地形显著减弱的屏蔽作用。建立了一个基于山谷深度的新型三维EGM,直接计算暴露弧面面积和保护弧面面积来研究输电线路绕击率。通过实例验证了新型三维EGM方法的有效性,并用该模型精确地证明了山谷地形是造成输电线路雷击跳闸多发原因之一。该方法摈弃了繁琐的微积分运算,主要应用于山谷地区,由于考虑到了山谷深度和地面倾斜角度,计算出的绕击率更加贴近实际地形,对工程实践具有指导意义。     

连续倾斜地形调整观测弧垂及附件安装位移的计算方法

随着电力建设的发展,输电线路的走廊多是建在高山峻岭上,线路断面的相对高差很大,势必导致紧线时的观测弧垂,不能按照常规的方法进行计算。为此,针对新建的500 kV线路,在张力紧线时观测弧垂的计算,推荐按连续上(下)山计算的判别方法,在施工时进行观测弧垂调正及悬垂线夹安装位置计算。应用此法,在山区较为便捷,加快紧线和附件安装的速度,同时,亦减少返工量并取得很好的经济效益。可在新建的500 kV线路施工连续倾斜的走廊地形中推广应用。     

1000 kV特高压输电线路覆冰区的研究与划分

1 000 kV晋东南-南阳-荆门交流特高压试验示范工程是中国第一个特高压工程。为了加强该工程线路状态的运行管理,提高运行单位制定针对性的覆冰巡视、线路检修专项措施的工作效率,有必要对该工程线路进行覆冰区划分的研究。为此,笔者调查分析了该工程河南段输电线路覆冰的特征,通过对该工程河南段输电线路进行实地考察,收集并分析了省气象局提供的沿线历年气象资料,采集了沿线地形地貌图片,最后依据沿线气象条件和地形地貌特征确定了线路覆冰区的划分。实际应用表明,特高压输电线路覆冰区的划分为开展特高压输电线路覆冰在线监测、导线覆冰机理、冰情预测及防冰除冰技术的研究奠定了基础。     

±800 kV同塔双回直流输电工程绝缘配合研究

随着特高压电网的不断建设,可供特高压输电线路经过的通道逐渐变得有限,线路走廊的矛盾日益突出。为提高现有输电走廊的利用效率,有必要研究±800 kV特高压线路同塔双回输电技术。对换流站电气设备和架空输电线路的绝缘配合研究认为,换流站电气设备的绝缘水平,可与以往单回线的相同。对于±800 kV同塔双回输电线工程,由于线路之间的互感作用,其参数会有所改变,对线路上的过电压水平产生一定的影响。±800 kV同塔双回输电线路采用V形绝缘子串的悬挂方式,与中国以往±800 kV单回V形绝缘子串水平排列的悬挂方式有较大的差别。分析研究表明,±800 kV同塔双回输电线工程的空气间隙,决定于操作过电压。依据±800 kV同塔双回输电线工程操作过电压仿真计算,以及±800 kV同塔双回真型塔放电特性试验研究结果,进行了绝缘配合研究,推荐了±800 kV同塔双回直流线路最小空气间隙距离。     

基于GIS平台对线路避雷器应用方案的研究

雷害是造成输电线路故障的主要原因.根据对110 kV及以上电压等级输电线路雷害事故发展过程的研究,使用线路避雷器将有效降低雷击跳闸率.介绍了基于GIS平台结合微地形情况的线路避雷器安装选点,提出了线路避雷器的应用方案,结合某220 kV架空输电线路进行实例分析,研究表明此方案直观、形象且易于对防雷措施进行管理,对实际防雷工程有参考价值.     

高压输电线路先导发展绕击分析模型研究

雷电绕击是关系到特(超)高压输电线路安全稳定运行的关键问题之一。针对特(超)高压输电线路的特点,在总结前人研究结果的基础上,提出适用于特(超)高压线路的雷电上行先导起始判据,建立了基于先导发展法的绕击模型,并以日本特高压同塔双回线路的运行经验对模型进行了验证。基于该模型,对不同地形条件下、考虑线路运行电压的特高压直流线路的雷击问题进行研究,为改善线路的防雷性能提供帮助。     

输电线路走廊三维可视化技术和系统设计

结合输电线路巡视需求,利用携带激光扫描仪的无人直升机进行巡线,获得输电线路走廊的海量激光扫描数据,根据激光扫描数据对电力线走廊进行三维建模,开发了输电线路走廊三维可视化系统,实现输电线路走廊三维可视化。该系统以无人直升机的高精度三维激光点为基础获取云数据源,对云数据进行分析和处理并生成相关地形模型、铁塔/输电线模型后集成开发,能够准确有效地模拟和再现输电线路走廊内的地形、地貌、地物,并可进行三维操作,同时还能够实现无人直升机飞行过程三维实时可视化。通过无人机巡线的实际数据验证了输电线路走廊三维可视化系统的可行性和有效性。     

大截面导线在重庆110kV电网改造应用的技术经济分析

重庆城区电网密集,线路走廊宝贵,原有导线受截面限制,载流量不能满足负荷发展需求。大截面导线技术能显著提高架空输电线路的输电容量,解决输电容量需求大而出线走廊资源有限的问题。简单介绍了目前我国大截面导线输电技术的工程应用现状与技术发展水平。围绕提高重庆110kV原有输电线路载流量30%所进行的增容改造工程,分析了应用大截面导线的可行性,并以重庆110kV原有输电线路中1条线路为例,综合分析采用大截面导线方案的静态投资和动态效益。提出了重庆地区110kV输电线路增容改造的优选方案,以达到送电线路增容改造过程中的社会效益和经济效益最大化。