基于LoRa和GPRS的山区输电线路监测信号无线传输方案

文中针对偏远山区输电线路状态监测系统巡检与维修难度较大的现状,提出一种基于LoRa的山区输电线路在线监测方案。根据LoRa无线传输的特性以及山区监测环境,设计了基于GPRS和LoRa的山区输电线路传输架构。利用多目标优化算法优化山区输电线路线型拓扑结构中的LoRa传输分组并平衡传输模块的通信延时与传输能耗。仿真实验结果表明,监测系统数据传输成功率最高可达99%。与国内外现有输电线路状态监测系统相比,所提方案具有高可靠性传输、低成本以及长期监测的优点,适用于山区输电线路监测信号。

混压同塔多回输电线路绕击建模与评估

建立准确合理的绕击模型以评估混压同塔多回输电线路防雷性能,进而优化杆塔结构、配置绝缘和线路设计,对提高共塔多回输电通道安全性具有重要的意义。基于电气几何原理计算绕击率,考虑多层导线与地线的相互屏蔽效应和工作电压对击距的影响,并计及雷电入射角、地面倾角、弧垂变化多项因素;基于EMTP计算绕击耐雷水平,对杆塔采用多波阻抗模型,对线路采用J.Mart模型,并使用双指数波和先导发展法对雷电流及闪络过程进行模拟,由此综合建立了混压同塔多回路绕击计算模型。最后对一种新型混压同塔六回路绕击性能进行计算和评估,给出了相应的建议。

交直流混合系统受端电网暂态电压稳定分析

随着南方电网西电东送规模的日益扩大,受端电网的暂态电压稳定问题日益凸显。深入探讨了南方电网的受端系统的暂态电压稳定问题出现的机理和影响因素,通过对失稳故障的分析表明交流线路、直流换流站的无功需求会逐步恶化受端系统的稳定性,最终由局部地区的负荷失稳导致整个区域发生电压崩溃。针对失稳故障分析比较了相应的稳定措施,其中动态无功补偿措施能够有效地抑制异步电动机诱发的电压崩溃。

交直流混合系统电压稳定研究

分析了交直流混合系统电压稳定性的影响因素,指出负荷特性、发电机组及其控制元件、静止无功补偿器及高压直流对电压稳定性的影响尤为突出。通过对交直流混合系统电压稳定性分析方法的研究和探讨,提出了相关的预防电压失稳措施;针对目前对电压失稳本质的认识、研究方法和理论还不够完善的情况,分析了还未解决的有关交直流电压稳定性的关键问题,并指出了今后电压失稳的研究方向和重点。

500/220kV同塔四回输电线路接地开关开合感应电压—感应电流能力研究

同塔多回输电线路有效解决了电网建设与输电走廊紧缺之间的矛盾,但对接地开关提出了严苛的要求。笔者以500 kV祯宝甲乙线与220 kV东莆甲乙线同塔四回架设为例,对感应电压和感应电流进行了理论分析,采用电磁暂态仿真程序(ATP-EMTP)计算了两种不同运行工况下,停运线路的感应电压和感应电流。发现计算结果超过了标准规定的接地开关能够开合的B类感应电压、电流的要求。依据计算结果对500 kV东莞站采用的220 kV JW6-252/J50型接地开关进行了开合超B类感应电压、电流的试验。在开断电磁感应电压2.7 kV、电磁感应电流236.9 A过程中,接地开关拉弧现象较为明显。开合10次后发现,动主触头表面光洁无烧蚀痕迹。试验前后该型接地开关的分合闸时间保持一致,满足设计要求。试验结果表明,该型号接地开关能够有效开合计算要求的感应电压和感应电流。

配电网节能改造优化建模研究

导线改造和无功补偿是实现配电网节能降耗的两项关键措施。提出了一种导线更换和中低压无功配置协同优化的配电网节能改造优化模型,以年总支出费用最小为目标,以导线更换线径、各种无功补偿组数和容量为控制变量,满足各种运行约束和安装维护约束,并采用分组整数编码的灾变遗传算法进行求解。以某地区实际配电线路改造为例,分别计算仅按经济电流密度进行导线更换、仅进行中低压无功补偿和将导线更换与中低压无功配置协同优化这三种改造方案的效益,结果表明提出的模型具有更好的降损效益和应用价值。

文昌配电网节能降耗综合治理方案研究

评估了文昌配电网基本运行状况,结合28条实际配电线路开展了节能降耗综合治理方案研究,包括:电压调整、线路导线改造、三相不平衡治理和无功补偿优化配置,可带来重要的经济效益和社会效益。

输电线路增容改造工程导线选型的技术经济性分析

导线选型是输电线路增容改造中的一项重要内容,直接关系到工程的实施方案和各项指标。基于广东地区典型220 kV增容改造线路工程,选取了6种常规及新型导线作为改造比选方案,从载流量、机械荷载、弧垂特性、线损情况、一次性投资、等年值费用以及市场价格波动影响等7个方面进行了详细的技术经济性研究,并给出了最优方案和建议。

配电线路10/0.4kV综合无功优化配置建模

配电网中合理采用高低压多种无功补偿方式能达到更佳的节能降损效益。为此,基于对配电网无功补偿工程因素的分析,提出了一种配电线路10/0.4kV综合无功优化配置数学模型,以计及设备投资和降损收益的年总支出费用最小为目标,以各种无功补偿组数和容量为控制变量,并满足各种运行约束和安装维护约束。采用分组整数编码的灾变遗传算法进行求解。算例表明了该模型的优越性和算法的有效性。

±500kV同塔双回直流线路的极性布置

极性的合理布置是实现双回直流线路共塔的重要环节。通过仿真计算,从地面合成电场强度和耐雷水平两方面对±500 kV同塔双回直流线路的4种极性布置方式进行了分析比较,结果表明,所设计的塔型和推荐的极性布置方式是合理的,其地面合成电场强度水平为各方式中最低,且耐雷水平能完全满足线路的安全运行需要。

配电网电能损耗的原因与主要降损措施

较全面地剖析了配电网电能损耗产生的主要原因,对变压器和线路的运行电压、三相负荷不平衡和谐波等对配电网损耗的影响进行了具体分析。根据各环节造成电能损耗的因素、特点及相互影响,有针对性地从技术上提出降低网损的相应措施。经实际算例证明,这些措施可应用于实际配电网中。

兼顾节能降耗的电网公司购电计划

合理制定购电计划有利于减少购电支出和降低网损,提出了一种兼顾网损的购电计划数学模型,以全网日购电费用和网损费用之和最小为目标函数,并满足各种机组技术约束和系统安全约束,进一步解耦成依次单时段模型,降低了解空间维数,提高了寻优效率。采用灾变遗传算法进行求解,仿真结果表明,相比传统购电计划,所提模型在显著节约购电成本的同时很好地降低了网损,符合当前阶段电网公司经济调度的需求。

500 kV/220 kV混压同塔四回路最优相序研究

同塔多回线路相序的选择需对多项电气与电磁指标进行综合考虑和协同优化。以电网安全稳定运行为出发点,首先梳理了电气不平衡度控制指标,建立了一套以输电网络电能传输效率最高为优化目标,以各项电压和电流不平衡指标必须满足安全限值为约束条件的数学模型,并采用数值方法对混压四回路1 296种相序进行遍历求解,得到电气不平衡最优及次优的若干个相序方案;然后对电气不平衡优化相序的电磁环境指标、感应电压和感应电流指标进行了协同分析和评估;最终确定优化相序方案综合可行性和合理性。通过典型500 k V/220 k V混压四回路案例验证了模型和算法的有效性。

500kV海底电缆雷电过电压研究

依托南方主网与海南电网联网工程,运用ATP-EMTP电磁暂态分析软件,建立了500 kV架空线路与海底电缆线路的雷电侵入波仿真计算模型,采用修正后的电气几何模型法来计算最大绕击雷电流,采用先导发展法作为绝缘子串和空气间隙放电闪络判据,计算架空线路遭受绕击和反击时,无避雷器和有避雷器2种情况下海底电缆主绝缘上所承受的雷电过电压,据此校核海底电缆雷电冲击绝缘水平及避雷器配置的合理性。研究结果表明,合理配置避雷器大大降低了雷电过电压对海缆的影响,在架空线路遭受绕击和-250 kA雷电流反击时,海底电缆最大雷电过电压分别为-916 kV和-923 kV,海底电缆绝缘裕度和避雷器配置满足防雷要求。

OPGW多种接地方式综合分析

目前OPGW光缆可采用逐塔接地、分段绝缘单点接地、全线绝缘单点接地3种接地方式,不同接地方式将影响到以下几个方面:接地方案的实现(设备及安装)、正常运行状况、故障运行状况、防雷性能、运行维护、安全可靠性等。对OPGW 3种接地方式进行综合分析对比,给出了可供工程设计和运行参考的建议。

HVDC ±500kV同塔双回线路的导线排列

高压直流双回塔共有八种极导线排列方式。通过仿真计算,分析比较它们的地面合成电场强度和耐雷水平,选出最合理的极导线排列方式,其地面合成电场强度水平为各方式中最低,且耐雷水平能完全规程要求。

高压直流接地极单极运行对埋地管道电位的干扰与影响

为评价接地极单极运行对埋地油气管道的电位干扰情况,采用Beasy仿真计算软件建立了考虑管道阴极保护系统和管道极化效应的电路仿真模型,通过仿真计算研究了接地极不同极性、不同入地电流和接地极与管道的距离对管道的极化电位分布影响规律。结果表明:接地极的入地电流越大,管道受干扰的极化电位越大,入地电流与极化电位满足线性关系;接地极与管道的垂直距离越短,靠近接地极端的近端管道越短,管道受干扰的极化电位越大。管道的阴极保护系统会抑制部分高压直流产生的杂散电流;对于现场实际工况,需考虑管道阴极保护系统对接地极杂散电流的影响。

配网架空地线的设计、防雷效果和经济性研究

基于南方电网标准化设计模块和相关技术规范,提出了两种典型10 kV杆塔安装架空地线的优化设计方案。计算分析表明,10 kV配电线路安装架空地线后约80%~90%的雷电流将直击地线,雷电直击导线跳闸概率大幅降低,反击跳闸概率有所增加,感应雷击跳闸率明显下降,综合相比无地线时雷击跳闸率降低约30%。经济性评估表明,新建工程安装地线增加费用约为2.9~3.9万元/km,改造工程安装地线费用约为6.2~7.2万元/km,造价相对较高,但运行可靠性高、全寿命周期长、一次性实施后基本免维护,因此建议架空地线仅在雷害严重、重要程度和供电可靠性要求高的线路区段架设,且优先在新建线路设计时考虑。最后对南方电网范围内部分10 kV线路试点应用架空地线情况进行了调研分析,结果显示部分配电线路雷击跳闸率有改善。

基于改进YOLOv3的避雷器红外图像故障检测方法

针对现有的金属氧化物避雷器(Metal Oxide Arrester,MOA)红外图像故障检测方法存在识别精度低、检测速度较慢的问题,提出一种基于改进YOLOv3的MOA红外图像故障检测方法。首先,以Darknet19网络代替YOLOv3原始的Darknet53网络,并在特征学习时针对样本中不同MOA长宽比例,通过K-means聚类算法对MOA图像中的目标帧进行分析,重新聚类样本中心锚点框,得到合适的锚框数目和大小。最后,利用改进YOLOv3模型完成MOA红外图像故障检测。实验结果表明,改进的YOLOv3模型识别精度达到96.3%,识别速度为6.75 ms。

±800kV滇西北至广东特高压工程极导线与接地极线共塔电磁环境研究

直流输电线路经过高度城市化的地区时,将直流线路和接地极线路共塔架设是解决输电线路走廊紧缺问题的最佳选择,但目前国内外对于这种塔型的电磁环境鲜有研究。本文对传统电磁环境计算方法进行了拓展,以便能够考虑接地极线对极导线电磁环境的屏蔽作用。以±800 kV滇西北至广东特高压工程为例,分析了水平排列和垂直排列两种共塔架设方式下线路可听噪声、无线电干扰、地面电场和地面离子流密度等的分布特点。结果表明,共塔架设线路的地面电场优于独立架设直流线路,采用极导线垂直排列(上层负极导线)的布置型式可将输电线路走廊压缩约44%。