关键词： 覆冰   广义极值分布   广义帕累托分布   重现期极值   贝叶斯估计  

摘要： 输电线路累积覆冰达到一定极限厚度形成冰灾会对电网设计和稳定运行带来巨大威胁,线路建设初期若未能考虑极端覆冰情况则极易造成线路倒塌、供电中断等重大影响,科学合理的估计输电线路覆冰极值是电网规划人员确定线路规划设计标准所必须解决的一个重要难题。因实际覆冰线路中轻、重覆冰区的统计特性有显著差异,其覆冰数据所服从的极值分布和适用的极值估计方法可能有所不同,而目前国内外学者对此并没有加以区分而是用统一的极值分布来进行估计分析,其估算结果可能存在较大误差。基于此,本文利用湖南省轻覆冰区的永州、双峰、武冈和重覆冰区的衡山气象站近50年导线覆冰逐日冰厚资料,应用基于广义极值分布(generalized extreme value,GEV)的年极值抽样法及基于广义帕累托分布(generalized Pareto distribution,GPD)的跨阈值法(peak over threshold,POT)和独立风暴法(method of independent storm,MIS)进行了多年一遇重现期覆冰极值估计。为进一步提高估计精度,针对极值样本在数量有限的条件下极大似然估计法下难以消除参数估计结果不确定性问题,引入贝叶斯估计法,将覆冰极值分布的未知参数看成一个随机变量,利用基于自适应抽样算法的蒙特卡洛仿真求出极值覆冰样本的GEV分布参数及其后验分布,然后进一步对该覆冰模型的极值进行估计。并利用相关系数法(PPCC)、均方根误差(RMSE)、卡方(?2)检验和柯尔莫哥洛夫(K-S)等检验方法对该覆冰数据拟合极值分布的效果进行拟合优度检验。研究表明,在有足够观测数据的前提下,基于GEV分布的年极值抽样方法估计的轻重覆冰区极值覆冰精度均优于基于GPD分布的2种方法。此外,轻覆冰区极值覆冰服从极值II型分布而重覆冰区极值覆冰服从极值GPD型分布,因GEV分布涵盖极值I、II、III型分布,在有足够覆冰观测数据的前提下,建议采用GEV分布估计多年一遇覆冰极值。此外,因利用了与似然函数渐近性质无关的先验信息,贝叶斯估计法得到的极值覆冰的后验分布比极大似然法能包含更多的信息,能表达由于参数不确定性而引起的预测不准确性,对覆冰极值估计的精度有一定的提高,研究结果对合理估计架空输电线路导线设计中所允许的极值覆冰厚度有一定借鉴意义。

关键词： 线路覆冰   微气象   覆冰气象地理   在线监测数据   模糊神经元网络  

摘要： 冰灾是我国电力系统安全运行面临的巨大威胁之一。冰灾引起的输电线路覆冰会造成断线、杆塔倒塌等严重后果并进一步导致大面积的停电事故,使国民经济和人类生产生活遭受巨大损失和干扰。本文主要研究了山区微气象条件下输电线路覆冰设计,这对我国大部分输电线路覆冰研究具有重要的参考借鉴意义。本文重点对输电线路导线和结构的覆冰荷载数据的统计分析与建模进行了深度研究,针对天池山区特殊的气象条件,基于天池山区重点线路安装的测量设备提供的在线监测数据与气象站提供的气象数据,考虑部分数据的失真情况比较严重,以及数据覆盖范围的局限性,建立了天池微气象微地形下导线的覆冰模型。通过BP神经网络建立预测模型,在此基础上建立预测系统平台,并基于可靠性设计(RBD)的方法对设计规范提出建议,通过软件应用可提高输电线路的安全性能,使供电企业对输电线路的覆冰预测、除冰及风险评估能力得到提高,同时对提高天池山区线路杆塔的抗覆冰过载能力,规范优化线路设计工作,合理处理好安全与经济的关系,制定出合理的控制策略具有一定的指导借鉴意义。

关键词： 预警模型   预警指标   架空输电线路   施工安全风险  

摘要： 随着国家电网公司“十二五”规划建设的提出,已纳入国家规划和急需的特高压项目越来越受到重视。众多架空输电线路工程投入建设,这对施工安全管理工作提出了更高要求。强大的用电量需求、复杂的施工技术、风险发生后果的严重性导致架空输电线路工程施工成为高危险和事故频发的行业,给施工人员的生命安全造成了严重威胁。目前多数施工安全研究集中在风险管理,风险预警领域研究较少,难以满足对于架空输电线路工程施工预先发现安全风险的要求,因此开展此项研究具有重要的理论价值。风险预警对于发现事故隐患,预先进行风险处理,减少事故发生具有重要的实际意义。本文在参考其他行业预警文献成果的基础上,深入研究风险预警的内涵、方法、原则与功能,提出明确警情、寻找警源、确定警兆、预报警度、排除警患的预警流程,并为后续研究提供理论框架。首先分析架空输电线路工程施工安全风险预警的警情与警源,辨识主要的事故类型,根据事故致因理论与模型提出人员、物、环境、管理四类警源。然后,明确预警指标构建原则,构建警兆信息识别模型,分析架空输电线路工程五种典型作业的警兆,并在此基础上,结合文献研究与专家访谈,从人员、物、环境、管理四个方面构建安全风险预警初选指标,采用德尔菲法对初选指标进行筛选,从而得到架空输电线路工程预警指标体系。最后,划分警度并确定警限,分别构建基于三次指数平滑法的单指标预警模型与基于云模型的综合多指标预警模型,采用Matlab计算算例验证模型应用的可行性与有效性。本文研究旨在将安全风险预警理论研究与架空输电线路工程施工实践应用相结合,为其电网建设风险预警管理提供有益的参考。

关键词： 输电线路   覆冰   脱冰动力响应   数值模拟  

摘要： 脱冰跳跃会引起导线剧烈运动,造成导线上下摆动和相邻档产生较大的张力差,严重时易发生相间闪络、烧伤导地线和输电塔失稳倒塔等事故,对整个电力系统的安全可靠运行造成巨大的威胁。因此,明确输电线路导线覆冰脱落时冰跳幅值、不平衡张力和输电塔杆件应力等的变化规律,对输电线路结构设计和除冰融冰技术具有重要的研究意义。基于此,本文借助ANSYS平台,建立塔线耦合体系有限元模型,对塔线体系静动力学特性、覆冰导线脱冰跳跃的影响和塔线体系脱冰动力响应及结构优化等问题进行了研究,具体的研究内容如下:首先,结合工程实际,建立了杆塔、导线、绝缘子串相互耦合作用的塔线体系有限元模型,运用非线性力学理论方法,研究了冰厚、悬挂点高差、档数、档距等因素对塔线体系静力特性的影响以及杆塔、导线及塔线体系的动力特性;其次,忽略输电塔的影响,建立了导线-绝缘子耦合有限元模型,获得不同影响因素下,导线脱冰冰跳幅值和纵向不平衡张力的变化规律。随着脱冰档档距的不断增加,其纵向不平衡张力近似呈线性增加;当档距较小时,其冰跳幅值随档距的增加而增加,当档距增加到一定程度,冰跳幅值的变化趋于饱和。导线脱冰纵向不平衡张力随覆冰厚度、脱冰档档距、脱冰量、突变高差的增加而增加;当档距一定时,纵向不平衡张力随悬垂绝缘子串长度的增加而减小;脱冰方式的不同对纵向不平衡张力的影响较大。最后,研究了塔线体系脱冰动力响应及其结构优化,得到了脱冰相位置和数量、塔线体系耦合作用、覆冰厚度、脱冰率、“拉链式”脱冰和高差六种工况下,纵向不平衡张力、冰跳幅值和输电塔杆件应力的变化规律,重点研究了导线脱冰对输电塔杆件应力的影响;针对覆冰厚度的改变,进行塔线体系脱冰分析,找出易故障点,并针对易故障点提出结构优化方案,对比分析,从而为后续线路设计提供参考。

关键词： 输电线路   拉力   倾角   综合荷载   预测模型  

摘要： 冰冻灾害下覆冰和积雪极易引起输电线路的断线倒塔等电力事故,给电力系统的安全稳定运行和国民经济的有序发展带来了严重的威胁。国内外学者们在输电线路覆冰厚度预测模型的研究领域涉猎已久,致使此领域一再成为电力行业的研究热点。纵观现有各具特色的理论模型,大都忽略了不均匀荷载(如耐张绝缘子串)、水平风力造成的综合荷载变化等因素。同时,目前的覆冰预测模型很少经过试验予以验证,使得各模型的精确度遭到质疑。因此,本文将提出一种新型的输电线路综合荷载等值覆冰预测模型,并通过实验数据和工程数据对其准确性展开验证。本文以现有导线力学计算理论为基础,从静力学力矩平衡的角度出发,提出了一种基于导线倾角和拉力(传感器)的输电线路综合荷载等值覆冰厚度预测模型。该模型虑及水平恒定风力所成风偏平面内的综合荷载增加量,同时将耐张段绝缘子串所引起的荷载不均匀分布情况纳入考量范围,此外,借助自然覆冰试验站的数据资源对该模型进行验证:利用所得拉力及倾角传感器采集数据,带入本文模型中计算,随后将计算结果分别与时下认可度较高的另一力学模型预测的结果及人工实测数据进行比对分析,经理论分析,误差在工程允许的范围之内,从而实现对模型合理性和正确性的验证。最后,借助广东地区某500kV线路的实际监测数据,运用本文所提出的模型对其进行覆冰预测,经现场观测结果表明,模型预测结果与某输电线路提供的实际覆冰情况基本一致,证实了该模型具有良好的工程应用性能。最后提出了相应的融冰除冰措施。

关键词： artificial observation oficing   ice monitoring and early warning system   icing   人工观冰   覆冰   覆冰监测预警系统   Language of Keywords: English   Chinese  

摘要： 覆冰监测预警系统对保障输电线路的安全可靠运行日益重要。通过收集整理某电网公司覆冰监测预警系统在2013～2014年覆冰期的人工观冰记录和对应的系统监测数据，从不同角度分析人工观冰值和系统监测值之间的差异情况，以及造成差异的原因，并提出对应的改进建议和措施，为未来覆冰监测系统的完善和输电线路的防冰、融冰工作提供参考。 [ABSTRACT FROM AUTHOR]

关键词： 特高压   继电保护   贝瑞隆   负序方向元件   零序方向元件  

摘要： 随着我国经济的发展进步,能源资源与能源消费逆向分布的特点对电网跨区域输电能力提出了新的要求。特高压输电的超远距离、超大规模输电优势为我国电网发展提供了新的思路,特高压输电技术在我国具有广阔的应用前景。特高压交流输电能够实现电网同步运行的特性,使其成为我国特高压工程不可或缺的一部分。特高压输电工程的特殊性也给继电保护带来了许多问题,而作为特高压输电工程的重要环节——输电线路的继电保护也存在许多问题,这些问题的研究也就对电网的发展有着重要的意义。由于特高压输电线路的重要性,要求必须配备两套原理不同的完全独立的主保护,一般来说这两套保护分别为分相电流纵联差动保护和负序方向纵联差动保护或者零序方向纵联差动保护。而特高压输电线路的分布电容特性使得电容电流不能忽略,也就对分相电流差动保护的可靠性产生了巨大影响,本文基于贝瑞隆模型提出了利用故障分量的相位相关电流差动保护,能够很好的避免电容电流的影响,提升分相电流纵联差动保护的可靠性与灵敏性。负序方向元件存在对称故障不动作的问题,使得其在对称故障情况下存在失灵的可能性,本文利用数据延迟和数据加权的方法使其能够在各种故障情况都能够正确反应故障位置,避免了保护的拒动,提高了继电保护的可靠性。零序方向元件的问题更为严重,由于其原理特点使得它只能反应接地故障,而对于常见的相间短路无可奈何。为解决这一问题,本文提出了利用数据延时和逻辑配合的方法对元件进行了改进,令其能够在所有类型的故障情况下都能够正确动作。本文还利用已公开数据和已有文献的数据搭建了1000kV特高压输电线路的PSCAD/EMTDC模型,并在该模型上验证了以上改进方法的正确性。

关键词： 有限元   数值模拟   非线性   覆冰导线   脱冰   输电线  

摘要： 云南省某500kV交流输电线路位于滇东北,在高海拔、重覆冰等恶劣条件下,存在严重的覆冰输电线脱冰振动问题。本文以该输电线路为例建立了考虑输电塔线体系偶联作用的有限元模型,并利用修改密度法进行了脱冰振动分析。分析表明,由于塔体吸收了振动能量,塔线体系的最大脱冰张力和位移均比线体系小,塔体还将将一部分能量传递给了没有脱冰的导线和地线,引起其相应的震动。根据振型特点确定的半跨脱冰会增大导线的振动位移,而对张力影响不大。