关键词:
输电线路
覆冰厚度
预测模型
灰色预测
神经网络
摘要:
架空输电线路在运行过程中容易遭受覆冰灾害,覆冰可能会造成线路跳闸、金具损坏,甚至引发断线、倒塔等事故,严重威胁电网的安全稳定运行。近年来云南电网公司建立了规模化的覆冰在线监测系统,为更好地利用本系统指导覆冰期间线路的除冰融冰工作,本文从覆冰和微气象数据入手,推导并验证了等值覆冰厚度计算理论,分别建立了覆冰厚度灰色预测模型和神经网络预测模型,以实际覆冰案例对不同模型的预测效果及适用性作了分析。主要研究工作有:(1)介绍了覆冰在线监测系统及各组成部分,从架空线斜抛物线方程出发,推导了基于称重法的等值覆冰厚度理论计算模型,针对实际应用中线路基础参数收集不全的问题,采用由历史无冰在线监测数据计算等效导线长度的方法,对计算模型作了改进。利用本模型计算处理了云南电网在线监测覆冰数据,通过和微气象条件及覆冰现场监测图片进行对比,验证了计算模型的工程可行性和准确性。(2)基于单一时间序列建立了覆冰厚度灰色预测模型和神经网络预测模型,以实际覆冰案例对模型进行验证,结果表明仅考虑覆冰厚度时间序列的预测模型在微气象变化较大时,预测误差明显增大,因此对覆冰进行预测时有必要考虑微气象对覆冰的影响。(3)为分析微气象对覆冰的影响,采用灰色关联分析方法,计算了覆冰厚度与环境温度、相对湿度、风速、风向等微气象参量之间的灰色关联度,结果表明环境温度、风速与覆冰厚度的相关性较大。结合灰色关联分析结果,基于覆冰厚度和环境温度、风速两项微气象参量建立了多变量灰色预测模型和神经网络预测模型,以云南电网架空线覆冰案例验证了多变量灰色预测模型和神经网络模型的预测效果,结果表明两种模型预测误差较小,满足覆冰预测工程应用需求。最后,结合实时在线监测覆冰厚度和覆冰厚度多变量灰色预测模型,建立了覆冰监测预警模型,为方便线路运行人员使用,利用MATLAB软件开发了覆冰监测预警系统。