关键词： 输电线路   覆冰   舞动   在线监测   决策支持  

摘要： 我国地域广阔,拥有过百万公里的输电线路。电力系统稳定可靠运行关乎整个国家的经济发展和社会稳定,而输电线路的安全运行则是整个电力网络系统的稳定运行的重要环节。自上世纪以来,我国许多地区都曾发生过各种各样的输电线路故障,究其原因可归结为恶劣的环境气候及环境污染等因素所造成的输电线路设备性能的下降。输电线路在实际的运行中,既要承受其自重载荷、覆冰载荷等静载荷,同时也承受了风引起的动载荷。当环境微气象达到一定的条件的时候,输电线路的覆冰导线受到持续的风吹作用的时候,可能会引起导线的大振幅低频率的振动,即导线舞动。当导线产生持续时间较长的大幅度舞动的时候,极易引发输电线路的故障。我国南方08年初发生的大面积冰雪冻雨等灾害给输电线路设备带来的极大损害就是重要的例证。因此,开展对输电线路的综合在线监测与决策支持功能的研究,具有重要的理论和现实意义。 本文首先依据电力行业实际工作中的需求,提出了系统的结构模型,在此基础上,提出了输电线路覆冰与舞动状态在线监测与决策支持系统的运行和管理架构模型；其次,对系统包含的具体业务功能进行了分析,划分了系统的功能模块,并建立了各功能子系统的理论模型；针对系统数据传输和处理提出了一种基于Agent的数据传输模型,实现了系统的GPRS数据传输智能分组存储的数据集成功能；同时提出了一种多因素综合报警管理模型,以线性加权方法为基础,结合层次分析法设计的报警管理模型为系统的准确报警提供了一种新的方法。在上述研究成果的基础上,以*** Framework 3.5框架为基础,采用Visual Studio 2008 sp1的集成开发环境,实现了输电线路覆冰与舞动状态在线监测与决策支持系统。 本文已实现上述输电线路覆冰与舞动状态在线监测与决策支持系统的基本功能,并已投入试运行,为电力行业的科学管理和调度提供了极大的技术支持,对电力行业的数字化、信息化建设和发展起到了有力的推进作用。

关键词： 1000kV特高压输电线路   工频电场   工频磁场   可听噪声   电晕放电  

摘要： 我国经济快速发展对电力供应的迫切需要和我国能源资源与负荷空间分布的特点决定了我国建设远距离、大容量特高压输电系统的必要性。随着我国经济的快速发展和民众环保意识的不断增强,特高压输电线路的电磁环境问题越来越受到人们的关注。 1000kV特高压输电线路电磁环境参数主要包括工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声四个方面,其中无线电干扰和可听噪声主要由线路电晕放电引起。本文以1000kV特高压交流输电线路为研究对象,分别进行了工频电场、工频磁场、电晕放电等方面的仿真研究,主要工作和结果如下: (1)在工频电场方面,本文比较了当前工频电磁场分析的主要方法;建立1000kV特高压交流输电线路的二维电场模型,通过计算分析了线路下方工频电场强度分布和变化的一般规律,着重研究了杆塔与相导线布置方式、相导线间距离、分裂导线结构、避雷线(架空地线)、导线对地距离等因素对输电线路下方工频电场和线路走廊影响的规律。 (2)在工频磁场方面,建立了1000kV特高压交流输电线路的二维磁场模型,通过计算分析了线路下方工频磁场强度分布和变化的一般规律,研究了线路相电流、杆塔与相导线布置方式、相导线间距离、分裂导线结构、导线对地距离以及等因素对输电线路下方工频磁场影响的规律。 (3)在电晕放电方面,建立了1000kV特高压交流输电线路电晕放电模型,通过仿真计算分析了导线表面场强等主要因素对线路电晕放电的影响,并着重分析了特高压输电线路电晕放电所带来的无线电干扰、可听噪声及电晕损失等效应。 (4)将仿真结果与当前国内外特高压、超高压电磁环境限值进行比较,发现1000kV特高压交流输电线路的电磁环境参数均处于限值以内。如果措施得当,可以达到超高压的电磁环境水平。 (5)根据仿真计算结果,本文建议:我国设计与建设1000kV特高压交流输电线路时,尽量采用我国晋东南—荆门线路南阳—荆门段的正三角线路,多分裂导线、大截面导线、抬高线路的对地高度等措施,以降低线路的电磁环境参数。此外在设计线路走向时,应尽量避开阴雨天气相对较多的地区,以降低线路的可听噪声和无线电干扰水平,减小线路的电晕损失。

关键词： 输电线路   覆冰   操作系统   无线通信   ARM  

摘要： 低温、冻雨、湿雪、冰冻等天气会造成输电线路严重覆冰,引起覆冰闪络、导线舞动、断线、倒塔等电网灾害。因此,设计一种输电线路覆冰在线监测系统对保障电网的安全运行具有重要意义。 本课题在分析国内外覆冰监测方法的优缺点的基础上,推导了一种基于绝缘子串拉力和绝缘子串倾角的覆冰模型,设计了一套基于μC/OS-II、嵌入式技术、GPRS无线通信技术、数据采集技术的输电线路覆冰在线监测系统。系统主要由监测分机和监测中心组成。监测分机采集覆冰的相关数据、现场图像,并通过GPRS网络发送到监测中心服务器,由专家软件对数据进行分析,给出覆冰信息。 本课题来源于山西省电力公司重点科技项目《输电线路覆冰在线监测系统》,所做的工作如下: (1)分析了国内外输电线路覆冰监测系统的发展现状,对覆冰监测方法的优缺点进行了比较,提出了本文的监测方法。 (2)设计了监测分机的硬件电路:以LPC2368芯片为核心,主要有无线通信电路、传感器数据采集电路、图像采集电路、存储电路、看门狗复位电路和电源管理电路等,采取了一系列低功耗和抗干扰措施。 (3)完成了监测分机软件的设计:成功移植实时多任务操作系统μC/OS-II到LPC2368,合理的设计了各项任务,并设计了应用软件接口程序。 (4)推导了基于绝缘子串拉力和绝缘子串倾角的覆冰模型,给出了覆冰预测模型。介绍了监测中心软件的功能。 输电线路覆冰在线监测系统已通过验收评审,于2009年4月在山西阳泉电力公司运行,系统迄今运行良好。2009年11月,系统成功监测到线路的覆冰。

关键词： 线路覆冰   应力应变   倾角   弧垂   风荷载  

摘要： 输电线路覆冰引起导线应力增大、线路弧垂增加,对输电线路的安全、稳定以及可靠运行造成极大的威胁。文章研究了基于光纤光栅的传感装置对导线应变、倾角以及导线温度测量结果,结合输电线路的线路参数以及环境参数进行导线应力、弧垂以及覆冰量的计算方法；建立了室内覆冰模拟装置和测量系统,通过均匀加载和不均匀加载试验分析了上述计算方法的准确性,并且指出通过多传感器数据融合处理可以大大减小计算误差,可将导线荷载和弧垂的计算误差控制在10%以内；分析了风荷载的情况,给出了冰、风荷载的分解方法；考虑了导线覆冰后刚度增大对计算结果的影响,认为对于一般覆冰线路导线刚度增大对计算结果的影响可以忽略。

关键词： 智能辨识   BP   RBF   支持向量机   覆冰模型  

摘要： 本课题是山西省电力公司科技项目“减少输电线路覆冰量措施分析与应用”的子课题。最早有记录的输电线路覆冰事故1932年出现于美国,而最近几十年来,我国也遭受了大范围的冰灾事故,2008年元月,我国南方遭遇暴雪、覆冰凝雪等极端恶劣气候的袭击,导致电煤短缺,全国17个省级电网拉闸限电,损失惨重。覆冰问题顿时成为迫在眉睫的热点问题。本论文立足于山西省易产生覆冰灾害的忻州地区,通过对忻州神原一回线路109杆塔处的气象参数及其相关历史数据进行分析,建立神经网络智能辨识的输电网覆冰厚度模型,对未来覆冰厚度进行仿真辨识预测,从而指导生产,防患于未然。 本文首先对覆冰的产生机理以及现有模型进行了综述,接着深入研究了神经网络的模型建立问题,并给出了较为适用的建模方法和应遵循的原则。在研究了大量文献资料的基础上,通过分析影响覆冰量的气象因素,构建了一个四层的BP神经网络,建立了忻州220kV输电线路的智能辨识模型。预测结果的精度相对传统方法有了很大程度的提高。但基于BP网难以确定隐含层节点,容易陷入局部最小点,本文详细讨论了RBF(Radial Basis Function)网络机理建立,RBF网络模型具有训练速度快,收敛性好等特点,同时可以大大地减少隐含层神经元的数目,论文以matlab为平台,据输电线路的历史数据,分别采用四层BP网和RBF网进行了模型辨识,辨识结果表明:RBF网预测程度优于BP网。 支持向量机(Support Vector Machine,简称SVM)是基于统计学习理论的一种新的机器学习技术。由于采用了结构风险最小化原则、替代经验风险最小化原则,使它较好的解决了小样本学习的问题。正因为SVM理论有较为完备的理论基础和较好的学习性能,使得它成为继神经网络研究之后新的研究热点。在论文中,介绍了支持向量机的理论基础,通过分析山西省忻州市220kV输电线路湿度、温度、雨量、覆冰厚度等历史数据,建立了SVM忻州输电线路覆冰厚度辨识模型。针对SVM方法,通过对不同的核函数、参数的分析,确立了最优的核函数和相关参数,利用SVM的回归算法进行网络训练,最终确定了网络结构,并用检验数据进行检验。通过对预测结果进行误差分析,并与BP和RBF神经网络的预测结果进行比较,基于支持向量机的忻州输电线路覆冰厚度模型预测精度和速度要优于神经网络方法。

关键词： 输电线覆冰   光纤光栅测量系统   单片机   算法  

摘要： 输电线覆冰将严重影响电力系统的经济效益和安全运行可靠性。本文提出了一种应用于输电线路覆冰监测的光纤光栅测量系统,该系统对于解决这个问题具有重大的实际意义。主要完成以下工作： 该系统采用多参考光栅的方式排除了F-P腔温漂和非线性的影响;提出了一种温度测量算法,利用参考光栅和双灵敏度温度传感器测量导线表面的温度;利用温度补偿方式来测量导线的应变。确定了光栅的分布,选择了各项光学元件,设计了单片机系统。通过实验验证了：测量系统的稳定性和准确性;温度和应变测量的准确性。 本系统最大的特色是针对应用环境温度变化大,电源功率有限等困难采用了参考光栅和双灵敏度温度传感器的温度测量算法,使测量系统实现了精确测量,节能化和低成本化,为该系统应用于工程实践奠定了基础。

关键词： 架空线路   杆塔   导线覆冰   垂直荷载  

摘要： 对无冰状态下导线的各个参量以及最大弧垂和悬挂点倾角的进行计算,得出在覆冰条件下垂直线路的竖向垂直比载,分析悬挂点导线施加到杆塔上的张力,得出导线覆冰的截面积,进而得出作用于杆塔的导线垂直荷载和杆塔所承受的导线覆冰冰重以及导线覆冰标准冰厚。该算法所需测量数据少,可为输电线路覆冰分析提供数据。

关键词： 大气参数   覆冰   保线电流   运动轨迹   交流线路  

摘要： 建立了导线覆冰过程的热平衡方程,同时考虑绞线几何外形及集肤效应对传热过程的影响,提出了基于焦耳热效应的输电线路导线保线电流计算公式,并采用Runge-Kutta算法对水滴运动轨迹进行模拟,得到碰撞系数这一关键参量值。仿真结果表明,保线电流是导线外径、导线电阻、表面几何外形等导线自身参数以及环境温度、风速、水滴中值体积直径、空气中液态水含量等大气参数的函数;得到了不同绞线在典型覆冰类型下的保线电流,与人工气候室的试验结果相吻合。将该模型的预测结果与其他模型进行了比较,进一步证明该模型的准确性。

关键词： 输电线路   加固工程   施工方法   自然灾害   2008年   大面积停电   铁塔   高压  

摘要： 一、前言 2008年初，我国南方遭受严重冰雪凝冻灾害，高压架空输电线路或者发生因导、地线覆冰大大超过原设计值致使所受张力过大而断线，断线后造成铁塔两边张力相差过大而发生连锁倒塌；或者发生铁塔因导、地线覆冰后负荷过大而折断、倒塌。为提高高压架空输电线路抗冰能力，防止高压架空输电线路因覆冰等自然灾害导致电网发生大面积停电和大范围设备损坏事故，需要对原有的高压架空输电线路进行加固。加固的方法一般采用在原线路的线档中间新增铁塔或将原线路铁塔更换成强度更高的铁塔的方法进行加固。文章介绍了常规的单回架空输电线路加固工程中不同加固方式所采取的施工方法。

关键词： 特高压   输电线路   架线施工   一牵八  

摘要： 针对国内第一条1 000 kV特高压交流输电线路试验示范工程的架线施工,提出了采用一牵八方式展放导线,在放线施工过程中对导线的展放方式、初导绳展放、紧线及附件安装等详细的施工方案,同时,有针对性地提出了新的技术工艺。对施工过程进行了总结,提出了施工方案的改进建议,为今后1 000 kV特高压输电线路工程的架线施工提供参考和借鉴。