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。     

超/特高压输电线路带电直流融冰方法

为了解决架空线路传统融冰方法需停电作业的问题,对采用分裂导线的超/特高压输电线路提出一种带电直流融冰方法,并进行现场试验验证。以二分裂导线和绝缘间隔棒架设的超高压输电线路为研究对象,利用ATP软件建立融冰电路的仿真模型,分析融冰电源的获取途径、安装位置和功率选取问题,以及融冰段内的直流电流对外部电路的影响。研究结果表明:三相桥式半控(全控)整流和直流发电机是获取融冰电源的有效途径;直流融冰电源装置安装在融冰区段中间位置最理想;融冰段内的直流电流不会流出融冰回路,对融冰区段外部线路电压和电流幅值及波形不产生任何影响,确保融冰线路在带负荷融冰过程中的正常、稳定运行,克服现有融冰方法中不能带电融冰的局限性。     

输电线路上除冰技术分析

覆盖在输电线路,尤其是超高压输电线路上的冰严重影响电网的操作安全性。文中针对输电线路的除冰技术,如机械除冰,利用热能除冰等,总结了各种除冰方法的优缺点,研究了能量损失,存在的问题。本文分析了输电线路除冰技术的现状,研究了能量损失、可行性、除冰技术的安全性,说明了输电线路上除冰技术的发展趋势。提出了未来除冰技术发展的趋势。     

高压输电线路除冰机器人的机构设计

在分析高压输电线路巡检工作的特点和国内外高压输电线路巡线机器人的发展现状和发展趋势的基础上,结合高压输电线路上覆冰的去除方法,主要介绍了设计的一种新型的高压输电线路除冰机器人.该机器人结构简单,可以在输电线上稳定地行走,能够较好地解决自主越障的问题,完成输电线上的除冰任务,具有广泛的应用前景.     

计及电网停电风险的输电线路动态融冰决策方法

电网发生大面积冰灾情况时,多条输电线路存在覆冰故障隐患,电网稳定运行受到严重威胁,需要提前制定输电线路融冰方案,合理安排融冰顺序。针对此问题,分析输电线路覆冰继续运行给电网带来的停电风险,将与待融冰输电线路相关联的变电站的电气主接线展开,将传统削负荷模型改进后应用于输电网与变电站主接线的组合网络,建立断路器可靠性模型,计算靠后融冰线路因继续运行的电网停电风险;利用计及风速及降雨影响的输电线路覆冰增长预测模型,计算输电线路的覆冰率,根据覆冰率门槛值确定待融冰线路集,基于覆冰严重度模型构建系统全局的覆冰指数指标;综合考虑电网停电风险及系统全局覆冰指数建立输电线路融冰紧迫度指标,动态更新待融冰线路并决策融冰顺序。最后,以IEEE RBTS系统进行算例分析,验证了所提方法的可行性与合理性。     

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。     

500kV输电线路抗冰融冰技术应用实践探析

本文对于电网输电线路的抗冰融冰技术分析基础上，结合国内外近年来发生的电网冰灾案例，对于500kV电网输电线路中抗冰融冰技术的应用实践进行分析论述，以提高电网线路的输电运行安全性。     

一种混合双端直流输电线路的纵联保护新原理

为保证混合双端高压直流输电系统安全运行,分析了混合双端直流输电线路两端电流相似度.通过故障分析发现,区内故障时线路两端电流无明显线性关系,区外故障时线路两端电流呈线性关系.根据该差异,提出了一种基于相关系数的混合直流输电线路纵联保护方法.利用PSCAD搭建混合双端型高压直流输电线路仿真模型,输出直流输电线路区内和区外故障结果,并利用MATLAB对故障数据进行处理,进行了算法仿真.仿真结果验证了所提保护方法的正确性,该方法在实际应用中数据无需严格同步,能够快速可靠地实现故障判别,具有较强的实用性.     

一种输电线路多参数可视化物联监测系统

为降低覆冰和舞动等灾害对输电线路造成的破坏,并实时监测电网的运行状态,设计并研制了一种高压输电线路多参数可视化物联监测系统,能够以2M/s速率高速监测输电线路电流,同时监测线路舞动、环境温湿度等参数.物联监测系统中的各个监测模块内置于导线综合状态监测球,对输电线路进行2M/s高速录波的同时,通过归一化电流差值识别算法进行电流故障识别,将故障前后的10个周期的录波数据传出.利用全球定位系统(global position system,GPS)秒脉冲(pulse per second,PPS)信号实现全电网不同终端的高速采样信号严格对齐,时间分辨率达到了100 ns,确保了高速录波数据的时间一致性.高压线路试验结果表明:该装置可实时高速录波和进行电流故障诊断,利用多参数综合监测输电线路的运行状态.     

Flash图示描述输电线路地理信息系统设计及实现

为了高效管理输电线路地理信息,提出研发一种开发周期短、实时性好的输电线路地理信息系统.该系统利用Flash灵活的图像绘制功能制作输电线路底图的功能控件,应用Flash与XML交互应用技术实现地理信息更新和查询定位功能,集成Flash和ASP.NET技术进行Web开发,生成可实时更新的图示化管理系统.运行结果表明,系统能够快速、准确地进行更新报警和查询定位,可满足输电线路实时监测和快速检修需要.     

电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带选取算法

为了有效利用线路暂态特征频带包含的故障信息,准确选取线路暂态特征频带,使得频率在该频带内的暂态分量可有效体现电网低频振荡扰动源位置,提出电网低频振荡扰动源线路暂态特征选取算法。分析了线路边界频率特性,获取线路暂态特征频带上限约束值。将电网低频振荡扰动源线路的始端和末端当成端口,通过二端口网络方程获取线路等值阻抗,对暂态特征进行分析。在此基础上,通过矩阵束法对不同线路电流频率分量和频率分量相位进行提取,按照升序顺序排序,对不同频率分量相位进行比较。将与90°相角相应的频率当成频带上限,完成对电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带的选取。实验结果表明:所提算法可得到线路暂态特征频带选取结果,获取电网低频振荡扰动源位置;和特高压直流输电线路暂态保护特征频带选取算法与基于暂态相电流特征分析的故障选线算法相比,所提算法选取结果和实际结果间的误差最小。可见所提算法暂态特征频带选取结果准确。     

基于低频无功的柔性直流输电线路纵联保护方案

柔性直流输电技术发展迅速,但其线路保护还存在一些不足。传统的电流差动保护易受线路分布式电容影响的问题尚未完全解决。为解决柔性直流线路保护存在的问题,本文提出一种基于低频无功方向的柔性直流输电线路后备保护原理。该原理利用直流无功刻画线路分布参数的频率特性,并根据故障时直流低频无功方向识别区内、外故障。仿真结果表明所提保护原理不受分布电容电流的影响、不需要严格的通讯同步且具备较强的耐受故障电阻和噪声干扰的能力。     

高寒高海拔地区输电线路覆冰在线监测系统的研究

针对输电线路覆冰对电网造成巨大损害,而目前没有较好的解决办法的问题,提出了一种基于神经网络的输电线路覆冰在线监测及其预警系统.该系统有机融合了甘孜州的地域气象特征、气象信息,同时考虑了导线拉力、倾斜角、微地理等因素,更把决策支持系统(DSS)引入到该系统中,通过记录大量的气象信息以及输电线路参数,对天气情况是否造成覆冰险情进行相应的预测与监测,做到防患于未然,从而降低了覆冰的危害程度.     

基于时空图卷积网络的输电线路覆冰预测

针对已有的输电线路覆冰预测模型鲜有考虑覆冰过程中的空间特征信息,从而导致预测精度欠佳的问题,本文从时空序列预测的角度建立输电线路覆冰方面的预测体系,采用图卷积网络(Graph Convolutional Network, GCN)构建输电线路覆冰预测模型,基于图神经网络设计对输电线路覆冰拉力的图数据进行深度特征学习与图特征向量表示,以更好地提取电网塔杆覆冰拉力值的时空分布特征,从而准确预测未来的拉力值。基于南方电网的真实实验数据,设计一套可靠的数据预处理流程,将电网覆冰拉力数据转化为可以深度学习的时空序列大数据进行训练和验证。实验结果表明,本文提出的模型较已有的主流覆冰预测模型具有更加优异和稳定的预测结果,能够为输电线路及时除冰工作提供决策参考。     

复杂大电网无功潮流的参数误差高敏性分析

由于超高压输电线路受所处地理环境、气候条件以及负荷水平等的影响,潮流建模时输电线路参数与真实值之间不可避免会存在误差。从线路的分布参数特性分析了线路参数的误差来源,针对电流流过输电线路时的电压降落和功率损耗,分析线路参数电阻、电抗、电纳的误差对两者的影响,进而扩大到对复杂大电网无功潮流和节点电压的影响。最后,以南方某省500 k V超高压电网为算例,进行潮流计算仿真分析。仿真结果表明了复杂大电网无功潮流对输电线路参数误差具有高敏性,结论对电网优化运行与控制具有重要的指导价值。     

基于双回反向序网的同杆4回线单端故障测距算法

提出了一种利用单端工频量的同杆4回线故障测距算法.采用同杆4回线双回同反序解耦方法计算得到考虑分布参数特性的故障线路沿线电压;采用同杆4回线双回反序网络计算得到考虑分布参数特性的故障电流分支系数,进而计算出故障线路沿线电流.由于故障支路可假设为纯阻性,因此利用故障处电压电流相量之比的虚部为0的特性进行故障位置搜索,最终实现同杆4回线中1回线内及2回线间跨线故障时的故障定位.本方法计算简单,不存在伪根问题,且不受系统阻抗、线路分布电容及过渡电阻的影响.仿真表明在同杆4回线各种故障类型下算法均具有很高的测距精度.     

基于阻抗调节的交流输电线路特种取能电源研究

摘 要: 交流输电线路的在线监测与信息互联是建设泛在电力物联网中至关重要的一环,但是为监测设备稳定供能是研究难点,利用电流互感器为交流输电线路监测设备供能前景广阔。交流输电线路电流变化范围大传统的电流互感器供能不稳定,为了提供稳定的输出功率,文中提出了一种电子负载并联在电流互感器二次侧通过阻抗匹配调控使电流互感器从交流输电线路提取稳定能量。经实验验证通过调节电子负载可以为直流负载提供稳定的20V输出电压、9W输出功率。     

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.     

考虑无功的电力信息物理系统关键线路辨识

线路中无功功率的分配改变,可能会影响关键线路的分布。文章以传输介数和改进的潮流转移熵为计算手段,同时考虑了有功和无功,以这些因素为基础提出了线路综合关键度。关键线路的断开使得电网的连通性变差,为维持系统稳定,电力系统需要切除部分负荷,故文章使用基于最优潮流的失负荷量验证辨识方法的准确性。将IEEE39节点系统作为物理电网模型,计算得出关键线路排序。并从信息系统攻击使得电网线路发生故障,采用基于最优潮流的失负荷量验证上述算法的有效性。结果表明线路综合关键度可以较为准确地辨识出关键线路。