关键词： 500 kV交流输电线路   电磁暂态程序   电气几何模型法   耐雷性能   雷击跳闸率   雷击防护措施  

摘要： [目的]雷击是造成500 kV交流输电线路故障和停电事故的主要原因,开展输电线路防雷评估对于系统的稳定运行有着极为重要的意义。[方法]依托我国某在建500 kV交流输电线路工程,根据线路基本参数等信息,通过电磁暂态程序(Electro-Magnetic Transient Program,EMTP)和改进的电气几何模型法(Electro-Geometric Model,EGM),对线路的绕击、反击耐雷性能进行了仿真研究,计算了线路的雷击跳闸(闪络)率,按照线路雷击风险划分原则确定线路杆塔的雷击风险等级,结合邻近已投运线路的实际运行数据,针对雷击风险较高的杆塔提出了雷击防护措施,并通过计算进一步验证了措施的有效性。[结果]仿真结果表明,安装线路避雷器是有效的雷击防护措施,它们可大幅降低杆塔的雷击跳闸率,提升线路耐雷性能。在采取雷击防护措施后,全线无雷击风险等级为IV级的杆塔,全线平均雷击跳闸率下降至I级的安全水平,满足《架空输电线路防雷技术导则》(Q/CSG 1107002—2018)要求。[结论]文章所提的雷击风险评估方法和防雷措施选择流程是正确并有效的,对500 kV交流架空输电线路防雷设计具有一定的工程应用价值与参考意义。

关键词： 雷击故障   电气几何模型   事故分析   差异化防雷改造  

摘要： 针对某地区220kV输电线路发生的雷害事故,建立输电线路反击和绕击的计算模型,结合典型雷击事故,进行事故复现,分析已有防雷措施的有效性,发现该地区由于接地电阻超标造成的反击跳闸事故占总雷击跳闸的43.75%。并针对故障杆塔给出防雷改造方案。

关键词： 土壤非线性   时变电路模型   接地装置   暂态过电压   220 kV输电线路  

摘要： 土壤非线性效应将导致接地装置接地电阻具有时变特性,进而显著影响输电杆塔的电位分布,因此准确研究考虑土壤非线性效应的输电走廊雷击暂态过电压特性具有重要意义。本研究建立了一种考虑土壤非线性特性的典型220 kV输电线路暂态过电压模型。首先融合接地导体有损长线模型与EMTP,构建考虑土壤非线性特性的接地装置时变电路模型;其次通过现场试验,进行接地装置时变电路模型验证;融入绝缘子串、输电线路模块、同塔双回输电杆塔,联合构建考虑土壤非线性特性的典型220 kV输电线路暂态过电压模型;最后,基于暂态过电压模型研究典型220 kV输电走廊雷击暂态响应特性。研究结果表明:1)接地装置时变电路模型与现场试验结果平均误差仅3.6%,验证了模型的正确性;2)接地装置时变电路模型可准确模拟土壤的非线性变化特性,塔脚过电压在靠近雷电流峰值区域出现陡降,且塔脚过电压值低于单一电阻模型;3)波前时间越短,波尾时间越长,输电杆塔塔顶电位越高。

关键词： Particle swarm optimization (PSO)  

摘要： In order to solve the problem of insufficient accuracy of transmission line grounding resistance value, an improved nonlinear echo state network based on particle swarm optimization is proposed to predict and analyze the grounding resistance of transmission line. Firstly, by introducing the readout layer, the standard echo state network is improved to obtain the nonlinear echo state network (NESN). Secondly, the PSO algorithm is added to the dynamic inertia weight, dynamic learning factor and mutation disturbance to obtain the improved particle swarm optimization algorithm (IPSO), so as to improve the population diversity and enhance the global search ability and local development ability of the population. Finally, a prediction model based on IPSO- NESN is established to optimize the parameters of NESN through the IPSO algorithm. The results show that IPSO-NESN has better prediction performance than ESN and PSO-NESN models, can be applied to predict the grounding resistance of transmission lines. © 2024 Zhihui Dianli Bianjibu. All rights reserved.

关键词： Convolutional neural networks  

摘要： To achieve automatic identification of defect images in transmission lines by UAV, a method based on prior knowledge faster region convolutional neural network (Faster R-CNN) for transmission line UAV image recognition is proposed. Faster R-CNN image recognition model is improved based on the design of prior boxes and the concept of transfer learning, effectively enhancing the model's recognition accuracy and generalization capability. The experimental results show that the proposed method can identify faults accurately and quickly under different shooting conditions and fault types, and has excellent identification performance. © 2024 Zhihui Dianli Bianjibu. All rights reserved.

关键词： 新型电力系统   极端天气   架空输电线路   风险评估   电网韧性  

摘要： 面向“双碳”目标，建设新型电力系统是电网转型升级的必经之路。新型电力系统的建设和发展使电网对韧性和输电线路运行可靠性提出了更高的要求。尤其是极端天气极易造成电网停电事故，给国民经济和人民生活带来巨大损失。极端天气导致架空输电线路荷载超限是停电事故的主要原因，基于线路荷载-强度特性与概率统计理论，提出极端天气下架空输电线路运行风险评估方法。以极端天气气象数据、电网结构参数、地理信息数据构建时变组合负载模型；建立了断线故障下考虑时变组合负载的线路时变风险模型，采用拉丁超立方抽样法模拟，提出输电线路风险评价指标表征线路实时风险与时变风险，以指导输电线路运维改造。以浙江电网实际输电线路为例进行案例分析，结果表明所提极端天气下输电线路风险评估方法能够有效评估线路运行风险，线路运维改造方案能够有效提升电网韧性。

关键词： 电场积分法   数值积分   不确定度评估   电压测量   瞬态电场仿真  

摘要： 电场积分式电压测量法近年来已有广泛研究和应用，但目前少有对各积分算法的可靠性对比研究。基于D-dot电场传感器，针对输电线路电压测量引入一种不确定度分析方法，对不同电场积分法进行评估，研究不同算法的适用性。建立电场积分算法输电线路电压测量仿真模型，计算输电线下方瞬态电场分布，分别使用高斯-勒让德法以及高斯-切比雪夫法进行积分计算，获得对应电压数值；引入一种不确定度分析方法，分析电场积分法的不确定度来源，建立电场积分法的不确定度数学分析模型，以进行算法之间的不确定度特性对比分析；搭建试验平台对比两种电场积分方法相对误差，得到高斯-勒让德电场积分法的实测表现更优，从而验证了电场积分算法不确定度评估方法的可行性。

关键词： 绝缘子   超分辨率重建   轻量级密集残差块   注意力机制  

摘要： 红外成像是检测输电线路绝缘子发热缺陷的一种有效方法，受采集设备和拍摄距离的影响，其分辨率较低，图像中绝缘子目标小，大量数据难以处理。针对红外图像分辨率低的问题，文章提出了一种基于轻量级密集残差网络（lightweight residual in residual dense block，LRRDB）的图像超分辨率重建算法（I-SRGAN），设计一种轻量级的密集残差网络，加深网络的深度以提取到更深层次的特征信息，通过深度可分离卷积减少网络参数量；为了克服网络深度过深存在的过拟合和“梯度爆炸”等问题，采用Wasserstein梯度惩罚保证网络训练的稳定性；并结合自注意力机制（self-attention，SA）自适应调节特征信息的权重，提升网络对重要特征的关注。通过对±800 kV输电线路绝缘子红外图像进行超分辨率重建试验，结果表明：I-SRGAN在峰值信噪比（peak signal-to-noise ratio，PSNR）上比SRGAN（super resolution using a generative adversarial network）平均值高3.57%；在结构相似度（structural similarity index measure，SSIM）上比双三次插值(BiCubic）方法提高3.90%，比SRCNN（super-resolution convolutional neural network）提高2.68%，比SRGAN提高1.41%，轻量级的加入也使重建时间大大减少，可为输电线路绝缘子红外图像的超分辨率重建提供参考。

关键词： 先导发展法   先导电流   反击耐雷水平   雷电侵入波过电压   架空输电线路  

摘要： 先导发展法作为架空输电线路耐雷水平计算中绝缘子串闪络的判据之一，在国内外已经获得广泛应用。在先导通道的建立过程中，会有大量电荷在先导通道中积聚，可以等效为流过放电通道的先导电流，一般认为该先导电流和先导发展速度成正比。但目前基于先导发展法的绝缘子串闪络计算中通常忽略了先导电流。基于CIGRE推荐公式计算先导发展速度和先导电流，在EMTP/ATP中采用可控时变电阻、TACS可控开关、MODEL模块建立了考虑先导电流的绝缘子串闪络模型，开展了500 kV和110 kV架空输电线路反击耐雷水平和500 kV典型变电站雷电侵入波过电压的仿真，对比分析了先导电流对绝缘子串闪络特性、架空输电线路反击耐雷水平、变电站设备雷电侵入波过电压水平的影响。研究发现，忽略先导电流会低估输电线路的反击耐雷水平、高估雷电侵入波过电压幅值和过电压中的高频成分，考虑杆塔高度和接地电阻的影响，提出了计及先导电流的500kV和110kV架空输电线路双回鼓型塔反击耐雷水平修正系数。