架空输电线路覆冰和融冰仿真研究

为了辅助运行人员在冬季不同气象条件下对输电线路的覆冰危害进行定量分析,以及合理选择直流融冰电流和融冰时间,对架空线路的覆冰和融冰仿真软件进行了研究,提出了一种便于使用的考虑导线所处微地形环境和风向等综合因素的覆冰增长计算方法,并分析了覆冰仿真软件程序框图;利用载流导线的热平衡方程,选择导线最高允许运行温度为70℃,计算了导线的最大融冰电流并对计算误差进行了分析;利用覆冰导线表面冰融化时的热平衡方程,分析了覆冰导线融冰时间的计算方法,并分析了融冰仿真软件的程序框图。     

500kV高肇直流输电系统融冰升级及试验分析

大规模的雨雪冰冻灾害将会造成电力线路和杆塔覆冰,严重时将直接导致线路断线、倒塔及设备跳闸等事故的发生,对电力系统危害极大。南方电网直流输电系统由于其自身的运行特点,当冰雪天气到来时由于大部分时间是枯水季节或低负荷方式运行,除对线路进行融冰加固外,还需要通过控制系统对直流线路进行融冰。本文通过对高肇直流控制系统融冰软件升级及试验情况分析,详细阐述了高肇直流融冰升级实施情况,为国内直流输电系统融冰升级实施提供了思路。     

覆冰导线融冰计算模型

以覆冰导线为研究对象,根据热平衡方程,建立焦耳热融冰的数学模型。介绍导线覆冰的基本理论,以冰筒直径、冰平均密度以及冰表面平均温度作为融冰模型的输入,提出融冰临界电流这一决定融冰能否进行的指标。用Visual Basic和Visual Fortran混合编程编写计算融冰时间的可视化程序,输入相关气象参数、结冰时间、电阻以及电流即可计算融冰时间。把程序计算结果与加拿大魁北克大学冰风洞中实验结果进行对比,结果表明:计算值与实验值的最大相对误差不超过10%,验证了模型的正确性;该模型可用于导线融冰装置融冰时间和电流的计算。     

基于TOPSIS的电网融冰决策技术IDSS研究

针对电网冰雪凝冻灾害防护常态化的趋势,为提升防灾技术和装置的经济性,从电网融冰技术组合运用TOPSIS理论构建决策模型,并运用IDSS理论,提出基于TOP-SIS算法的电网融冰IDSS系统模型.运用本文提出的模型和设计的系统模型,根据TOP-SIS的计算结果来对确定一次覆冰过程中应首先进行融冰操作的地区.最后通过实证分析,验证了决策支持系统模型的有效性,实现对融冰决策的优化.     

基于微气象的输电线路覆冰过程综合辨识方法

输电线路覆冰会引发导线断股、杆塔折损等事故,严重威胁电网的安全运行,因此能否准确预测输电线路覆冰情况对电力系统的安全稳定运行具有重要意义.针对输电线路覆冰过程模型不易建立的问题提出了一种基于微气象的覆冰过程综合辨识方法.该方法涵盖了多项式回归模型、时间序列模型和机器学习模型,利用Matlab中的系统辨识工具箱和libsvm工具箱较为便捷和全面的对覆冰过程进行辨识与建模.首先对获取的数据进行预处理,然后选择合适的模型结构进行参数辨识得到初始模型,最后对初始模型进行验证得到最终辨识模型.实验表明,综合辨识方法能够实现对不同模型特点的输电线路覆冰过程进行精确预测,并且提高了输电线路覆冰预测模型建立的便捷性和全面性.     

基于自融冰导线的在线实时融冰技术初探

输电线冰雪灾害给人类带来巨大的损失。现有的融冰技术无法实现不断电融冰作业;融冰作业时因断电会影响正常的生产生活,对于减轻输电线冰雪灾害的成效仍极其有限。为了同时实现输电功能和在线实时融冰功能,即不断电融冰作业,首次设计出同时具备输电线路导线功能和融冰线路导线功能的自融冰导线,并进行了试制。基于同轴电缆的电路模型,结合自融冰导线结构特点,建立了自融冰导线等效电路模型及其数学表达。针对自融冰导线的特殊结构和特定的输电融冰作业要求,基于三绕组变压器结构,提出了输电线路自融冰导线与变压器输出端特有的连接方式,形成了具有融冰加热电源功能的融冰输电变压器的设计方法,并确定了融冰输电变压器运行参数的计算方法。研究成果为后续系统开展不断电在线实时融冰技术的研发提供了整体的技术方案和必要的理论基础。     

低温雨雪冰冻天气对输电线路运行的影响分析及防范建议

2008年初我国南方大部分地区出现历史罕见的连续低温雨雪冰冻天气,使多条输电线路覆冰严重,导致电线断线、杆塔倾覆,由于短时间内无法恢复,最终导致电网大面积停电事故。本文通过分析低温雨雪冰冻天气对输电线路运行的影响,提出对输电线路防覆冰措施的一些防范建议。     

低温雨雪冰冻天气对输电线路运行的影响分析及防范建议

2008年初我国南方大部分地区出现历史罕见的连续低温雨雪冰冻天气,使多条输电线路覆冰严重,导致电线断线、杆塔倾覆,由于短时间内无法恢复,最终导致电网大面积停电事故.本文通过分析低温雨雪冰冻天气对输电线路运行的影响,提出对输电线路防覆冰措施的一些防范建议.     

基于进化策略 投影寻踪算法的考虑多因素的输电线路覆冰灾害风险评估

针对目前输电线路覆冰灾害风险评估模型存在忽略地形因子、权重取值人为主观因素较大等缺陷,以保证所考虑风险因子完整性为前提,综合考虑坡度、粗糙度、高程、气温、相对湿度、风速、实测覆冰厚度值、覆冰比值、冰区量级9个风险因子,通过组合投影方式,将多维数据投影到低维空间,并结合进化策略对投影寻踪指标函数求最优解,以256条线路2个冰期样本数据为例,得出输电线路覆冰灾害风险目标5级评价标准。结果表明:当进化代数达到311代时,目标函数值达到最优0.513 4;同时,Ⅳ风险等级及其以上线路占总线路的30.5%;最后以220 kV石上线为例,验证了所建立输电线路覆冰灾害风险评价模型结果的适用性以及准确性。本文方法能够有效地对输电线路覆冰风险进行评价,对实现输电线路防冰管控工作的精益化提升具有重要意义。     

如何提高山区输电线路防冰抗灾的能力

根据广东粤北山区输电线路遭到严重覆冰灾害的情况,通过现场收集输电线路受损资料,分析线路覆冰的形成和线路抗覆冰不利的原因,提出在山区输电线路提高抗冰防灾能力的建议。     

Expert System for Icing Prediction and Ice Melting Control

Atmospheric icing may have a great impact on the overall design and safety naming of power transmission lines or railway contact wires. For engineers attempting to determine ice loads to a specific area, knowledge of historical ice events and ice type for that area would be extremely valuable information. However, there is no systematic ice accretion database that can be used to help enginers.The prolonged 2008 ice storm of central and southern China caused extensive damage to the electrical installations and railway contact wires. As a result, the transmission provider of the state has deployed substantial efforts to mitigate the effects of future ice storms. This paper describes the development of a knowledge-based decision support system for icing prediction and melting control strategy. The knowledge acquisition process is conducted based on the experimental and theoretical research. The system can predict if icing presents in the current condition, and estimate the passible king types based on the meteorological parameters such as air temperature, relative humidity, wind speed, which are obtained by correspooding sensors. When icing presents, then the system will make a melting decision using the heat generated by the currents flowing in the wires based on the melting algorithm. Simultaneously the ice scene is monitored for security by real-time videos. This system can be used in power transmission lines or railway contact wires.     

2008年初贵州电线积冰厚度的模拟研究—基于天气研究和预报（WRF）模式耦合电线积冰预报系统

电线积冰事故对国民经济危害巨大,急需电线积冰厚度的预报产品。利用耦合了欧洲导线覆冰预报系统的WRF模式,在考虑了覆冰融化的基础上,对2008年1~2月贵州省凝冻天气期间的电线覆冰厚度进行了模拟研究,研究结果表明：WRF模式模拟的气象要素与观测值较为接近,可用模拟的气象场对贵州省导线覆冰进行模拟;模拟站点覆冰厚度的时间变化特征与观测结果非常接近,区域覆冰厚度的时空变化可分为4个阶段：覆冰初步形成期、持续期、加重期及融化期。对比观测站点的覆冰记录,模拟基本重现2008年1~2月贵州省导线覆冰的变化过程;模拟的区域覆冰极值厚度分布也与观测值的相关系数达到0.6,通过了0.01的信度检验。总的来说,该系统能对覆冰的发生、发展及进程进行较为准确的预报,对输电线路上的冰冻灾害防治具有重要意义。     

沥青路面绿色缓释微胶囊自融冰剂的研究与测试

为了解决传统氯盐类道路融雪剂存在对道路腐蚀和环境危害的问题,开发一种绿色环保的缓释微胶囊自融冰剂。利用从糠醛生物质内提取的有机物质制作自融冰剂芯材,利用固废载体将融雪盐芯材吸附至孔隙内,再在吸附芯材的载体表面进行高分子囊壁改性处理,形成微胶囊结构,以冰点和相对融冰化雪能力等为评价指标,开展室内性能试验,并在京雄高速(K64+992)～(K65+193.641)路段进行现场中试试验。结果表明,微胶囊掺入路面材料比例为4%时,室内融冰率达到46.9%,远超规范要求;在5.5%缓释微胶囊自融冰剂替代等量矿粉中试试验中,路面的落雪完全融化,融冰效果良好。利用糠醛热解废液提取物研发的融冰剂芯材缓释效果显著,避免了传统氯化物添加剂的腐蚀性,减少了对路面的腐蚀和环境污染,达到了绿色环保效果。     

自然条件下输电线路导线覆冰增长特性

输电线路导线覆冰严重威胁着电网安全运行.导线覆冰过程复杂,影响因素众多,对其覆冰增长规律的准确掌握是建立并优化导线覆冰数值计算模型的基础.从自然覆冰试验出发,依托雪峰山自然覆冰试验基地对不同种类的导线进行了自然覆冰观测试验,研究了导线直径、导线表面处理情况、覆冰类型及导线扭转对导线覆冰增长过程的影响.通过导线表面水滴碰撞系数的计算分析了不同直径导线覆冰的差异性.研究结果表明:自然环境条件下,风速对导线雾凇覆冰冰形起决定性作用,覆冰主要在导线迎风面(横向迎风侧)累积,而背风侧和纵向覆冰较少.覆冰厚度随时间非线性增长,导线直径越小,覆冰厚度增长越快.导线扭转使得导线背风侧向迎风侧转变,覆冰厚度增长速率加快.雨凇覆冰时,除迎风侧翼型覆冰外,导线下方易冻结形成冰棱,使得冰形结构更为复杂.     

输电线路覆冰载荷在线检测分析与神经网络预测研究

线路覆冰是威胁输电线路安全的最主要因素之一。在实时实验数据和力学研究的基础上,提出了一种基于BP神经网络的覆冰厚度及重量的预测模型。预测模型以输电线路所处的温度、湿度、风向等为输入量,以覆冰厚度为输出量,网络隐含层单元个数与中心向量采用正交最小二乘法（orthogonal least squares,OLS）。在此基础上再通过专家软件来分析覆冰情况,给出了预测及预警信息。仿真结果表明,符合预期效果,实现了对覆冰载荷在线监测和覆冰厚度的预测,将其误差控制在一个较小的范围。     

湖北地区超高压线路防融冰闪络装置研究

针对湖北地区超高压线路多次发生的融冰闪络现象,列出湖北地区超高压线路融冰闪络特点,分析发生闪络的原因,并设计一种防融冰闪络装置,供借鉴.