激光雷达探测输电走廊安全风险研究现状

输电走廊环境监测和风险预警是电网防灾抗灾的重要研究内容。在激光雷达、物联网、无人机及计算机技术的发展与推动下,利用各种新型遥感监测与巡检手段进行输电走廊大范围、智能化巡检成为重要发展趋势。综合多种监测数据的线路安全风险评估与灾害预警,成为智能电网建设工作的研究热点之一。本文系统论述了应用激光雷达技术进行输电走廊安全风险探测的研究现状与发展趋势,分析了激光雷达在输电线路安全风险探测中的优缺点,讨论了激光雷达输电线路巡检和监测数据在输电线路安全风险评估预警中所面对的问题与挑战。

苏通GIL综合管廊工程GIL管道专用运输机具研发

针对某特高压综合管廊过江输电项目,文中采用盾构管廊方式,管廊两侧分别设3相GIL输电管路,从江底穿长江主航道,两侧通过竖井和地面引接站与架空线路相连,在综合管廊路径长、走向复杂;内部作业空间受限,施工量大且工期紧的情况下,实现了采用过江管廊GIL的方式长距离输电。

疆电外送通道土地覆被时空变化及驱动力分析

探究土地覆被变化及其驱动力对于区域土地资源可持续发展至关重要。然而,疆电外送能源通道建设过程中土地覆被时空变化的深入研究仍然相对匮乏,通道建设对地表覆被的影响仍不明确。本文分析了昌吉回族自治州内的吉泉线10 km缓冲区土地覆被的时序变化特征,并利用多尺度地理加权回归模型(Multi-scale Geographically Weighted Regression,MGWR)探究该区域2010—2022年间土地覆被时空变化及其驱动因素。研究发现:①研究区域以草地、裸地和耕地为主,草地和裸地面积占比超过90%,疆电外送通道建设期间,土地覆被变化更为剧烈且复杂;②驱动因子在时间上存在差异,在通道建设准备与正式建设阶段,到基站的距离与到电网的距离重要性分别位列第1与第2,然而建设完成后运营期间,到水源的距离和最低气温的重要性则分别排名第1和第2;③不同因子在空间上的作用范围存在差异,年最低气温和到水源的距离主要影响草地、裸地和农田区域。研究结果可以为未来类似工程建设提供参考,促进可持续土地利用和生态保护。

同塔多回高压输电铁塔结构设计及应用

我国电力系统发展中,局部地区面临高压直交流输电线路走廊交叉问题,可采取同塔多回高压输电架线模式,解决匮乏的线路走廊资源情况,需要优化设计输电铁塔结构,保证铁塔可靠性。文章以山东菏泽巨野彭越(段庄)220kV变电站110kV送出工程为例,简要分析同塔多回高压输电铁塔建设要求及结构设计,并以此为基础,提出实际应用措施,从而为相关工作者提供参考。

输电走廊场景激光点云LOD生成方法研究

为适应输电走廊海量点云高效实时三维显示需求,提出一种改进的多层次细节结构高效生成方法。首先对点云划分格网并计数,利用格网特征识别关键要素,将点云快速分成小块文件以利于并行处理;然后采用自适应采样方法对电力线塔等关键要素块进行泊松碟采样,对非电力要素块进行随机格网采样,实现多层次细节高效生成。实验结果表明,该方法在显示电力走廊关键要素时表现出了优秀的蓝噪声视觉效果,对比全局泊松碟采样速度提高了20%以上,满足海量点云电力巡检中实时高效显示需求。

受端城市电网区外送电通道的研究

深圳电网是典型的大型城市受端电网,为了保证深圳远景电力安全可靠供应,本文在总结深圳电网特点及面临问题的基础上,分析了深圳电网远景新增区外送电通道的需求,并从直流送深通道和新增粤东送深通道两个方面提出了深圳远景区外送电通道的方案设想和相关建议。

电力线路跨越电气化铁路断线影响范围研究

电气化铁路特别是高速铁路大规模建设中,与高等级电力线路频繁发生交叉穿越的情况,铁路建成运营后,如发生电力线路断线工况,会严重影响高速铁路的运行安全。研究电力线路跨越电气化铁路断线影响范围,建立柔性导线断线模型,获得了线路交叉角度、弧垂及挂线点高度对断线影响范围的规律,以及考虑风舞条件的断线影响范围与覆冰条件的断线影响范围。断线影响范围随交叉角度(0~90°)的增加而减小,随挂线点高度的增加而增大,随弧垂高度增加而增大,随断线间距的增加而减小;当线路覆冰时,受风阻力影响,落线范围减小。该研究成果应用于京唐城际铁路,并可为电力线路防护棚洞修建长度提供数据支持。

哈密至郑州特高压直流对受端电网影响分析

哈密至郑州±800 kV特高压直流是我国第1条风火打捆外送的直流工程,也是华中电网受入的第1条大容量直流线路,其建设对华中电网调峰以及安全稳定有较大影响。提出了大容量直流对受端电网的要求,通过分析分区电力平衡及电网结构,论证了哈密受端换流站应落点郑州东部;电力系统运行模拟计算表明华中电网自身调峰能力是可以满足直流送入需要的;电网稳定仿真计算表明华北至华中交流断面是受端电网的薄弱环节,需要加强该断面输电能力或者降低断面输送容量以保证电网安全稳定运行。

基于功率电流变化关系的电压失稳判别方法

在对电压失稳的机制和电压崩溃的过程进行分析后,提出一种判断电力系统发生扰动后的暂态及中长期过程中电压是否失稳的方法。该方法基于扰动发生后部分母线处功率电流的变化关系来判别暂态及中长期电压稳定性,需要监测的电气量少,可方便地应用于送受端间由输电通道连接的受端系统的电压稳定判别,具有适用性强、使用简单及计算量小的特点。仿真算例表明,该方法可准确地判别电压失稳。

描述交直流并列系统电网结构品质的3种宏观指标

合理的电网结构是保证电力系统安全稳定运行的最重要的物质基础,但是目前还没有具体的指标可以对电网结构的品质进行定量评估。归纳和提出了3种描述交直流并列系统电网结构品质的宏观指标,分别为通道强度指标、电压强度指标和频率强度指标。通道强度指标包括交直流通道强度比指标和交流通道抗冲击强度指标,分别用于描述交直流通道的强直弱交程度和交流通道抵御直流通道潮流转移冲击的能力;采用多馈入有效短路比作为电压强度指标,用于评估电网对直流换流站的电压支撑能力;采用频率偏差因子作为频率强度指标以衡量电网的频率支撑能力。综合3种指标可以描述交直流并列系统电网结构的某些重要品质,从而实现对交直流并列系统的电网结构品质的定量评估。

500/220kV混压同塔四回线路电磁环境的仿真分析

为评估500/220kV混压同塔四回输电线路电磁环境的影响,用CDEGS软件仿真计算了典型塔型线路对应的工频电场、工频磁场、无线电干扰及可听噪声值,并分析了导线排列方式、导线高度等因素对线路下方电磁环境的影响。计算结果表明,在规程要求的导线最低对地高度下,工频磁场、无线电干扰、可闻噪声值均满足国家环保标准要求,而工频电场是决定线路电磁环境是否达标的关键性因素。按照工频电场4kV/m的限值提出线路走廊宽度的建议值,并对比给出了2典型塔型线路对应的最优导线排列方式。最后,提出改善线路下方工频电场的措施。

±1100kV“疆电入川”特高压直流输电对四川电网安全稳定影响

文中建立了包含四川220 kV及以上电压等级系统和主要互联省网等值系统的详细机电暂态仿真模型,在BPA平台对2015年包含"疆电入川"直流的四川电网运行稳定性问题进行了全面计算和分析。通过负荷中心近区发生单重和多重故障时的暂态稳定计算,分析了逆变站单极、双极闭锁对四川电网安全稳定性的影响。进一步研究了枯期留电方式、系统负荷水平和受端系统强度变化情况下"疆电入川"特高压直流双极闭锁时系统安全稳定性。

提升风火打捆哈郑特高压直流风电消纳能力的安全稳定控制措施研究

针对风火打捆哈郑直流工程投运初期火电接入方案及电源建设存在的不确定性,基于送端电网多变的运行方式,详细分析了特高压直流投运不同阶段对送端新疆—西北电网的稳定特性带来的影响,给出了提升风电消纳能力的安全稳定控制策略及哈密换流站安控系统的配置方案,可用于指导电网的实际生产运行,解决西北新疆交流外送系统结构薄弱及交直流系统特性复杂等引起的电网安全稳定问题,实现大型能源基地送出系统的协调优化控制。

基于上流有限元法的同走廊两回±800kV直流线路地面合成电场计算

为提高单位走廊输电能力,我国向家坝—上海与锦屏—苏南两回±800 kV直流线路采用同走廊架设。两回±800 kV直流线路同走廊架设在世界上无工程应用先例,需要对其地面合成电场进行研究,以满足工程设计和环境保护需求。文中提出了一种基于上流有限元法的同走廊两回直流线路地面合成电场计算方法,模拟试验线段试验结果验证了计算方法的有效性。计算和试验结果都表明:不同的极导线布置方案不会显著影响地面最大合成电场的大小,但会影响其分布位置;同走廊两回直流线路地面最大合成电场的绝对值与单回直流线路的差别不大。最后对向家坝—上海与锦屏—苏南同走廊两回±800 kV直流线路的地面合成电场进行计算分析。

基于矩量法的同走廊并行交流输电线路工频电场求解

同走廊并行交流输电线路工程的电磁环境较单回线路复杂,传统的模拟电荷法及有限元法无法适用于大空间尺度下的同走廊并行线路工频电场计算。为此,文中提出了一种基于矩量法的同走廊并行交流输电线路工频电场的求解算法。该算法考虑了单相导线的弧垂,依据其空间悬链线形状方程,推导出与弧垂相关的单相导线电场积分方程,从而采用矢量叠加原理获得同走廊并行交流线路在空间任意场点处的电场积分方程。采用脉冲函数和狄克拉函数,通过矩量法对该电场积分方程进行离散,最终得到输电线路的工频电场值。以三峡大学220 kV跨沁园并行输电线路为例,根据仿真计算与实验验证结果,认为相比于模拟电荷法,文中算法的计算结果与实情更为符合,适用于同走廊并行交流输电线路的电场研究。

交、直流共用超/特高压输电走廊下地面工频电场及最优相序排列方式分析

为减小共用走廊高压输电线路的地面工频电场使其达到最低水平,研究了走廊内输电线路相序排列方式与地面工频电场的关系,得到了使输电线路走廊中部区域地面工频电场最小的最优相序排列方式。通过对地面工频电场空间矢量分布和相导线电压相位关系的分析,给出了此最优相序排列规律的物理解释。采用典型参数建立了各回导线不同布置条件下共用走廊输电线路地面工频电场计算模型,计算了不同相序排列方式下走廊中部区域地面工频电场最大值;找出了中部区域最大值极小时的线路相序排列方式,验证了该最优相序排列方式的正确性与适用性。最后,结合已有相关研究成果,提出的共用走廊高压输电线路最优相序排列方式,为各同杆双回线路均逆相序排列,且在走廊中部区域非同杆各回线路靠近走廊内侧(或距地面最近)的相线间相位应相差120°、中间导线间相位应相同,为实际工程提供指导。

输电线路建设和运行中的制约与技术创新

为了应对目前我国电网在建设和运行中面临的土地资源紧张、运行环境恶劣等制约因素,分析了新型输电线路技术、线路设备的新材料和新工艺、线路设计中的新方法和新措施、线路运行维护新技术等输电线路技术创新的特点和优势,提出提升单位走廊输送能力、增强线路本体抵御自然灾害的能力、提高线路运行维护水平应成为输电线路建设的方向。在电网的建设和运行中,结合工程实际采用技术创新,对建设"资源节约、环境友好的坚强电网"具有重要意义。

快速发展城市的组团式电网规划新思路

分析了快速发展城市的电网规划所面临的新问题,包括:负荷密度迅速增加,中心城区负荷密度过高,高压输变电设施需深入市区;用地矛盾突出且成本上升迅速;电网规划建设的周期被拉长等。针对上述问题,提出了电网组团式发展战略和以网带点的规划指导思想。在城市电网中增加组团虚拟层次,将电网划分为若干组团,组团内部紧密联系,组团间通过高电压等级互联,可有效控制短路容量,提高电网运行灵活性,降低电网建设成本。提出"以网带点"的规划思想,优先规划输电廊带,根据输电廊带进行变电站选址,可较大幅度提高电网规划的可行性和经济性。该文所提出的方法在中山供电局得到了实际应用。

交直流混合电场旋转式一体化测试仪的研制

研究了一种直流电场、交流电场和交直流混合电场一体化旋转式电场测量仪。首先导出了一体化旋转式电场测量仪的输出电流与直流电场强度、交流电场强度和交直流混合电场强度的关系。在此基础上采用窄带通滤波法设计了感应信号后续处理电路,分离出感应信号中的直流分量与交流分量,并对电场仪进行了标定与现场测试。该电场仪测量精度高,线性度好,可以同时测量同一地点的交流电场、直流电场和交直流混合电场,对于超/特高压交直流同走廊和同塔输电线路混合电场研究和电磁环境监测具有重要意义。

±500kV直流线路极导线不同排列方式对电磁环境的影响

目前我国常规的±500 kV直流线路均按极导线水平排列设计,但对于华东这种线路走廊比较拥挤的地区,若采用极导线水平排列,将占用较宽的线路走廊,由此造成的民房拆迁费用会大大增加。结合三峡蔡家冲—白鹤±500 kV直流输电线路(三沪直流线路),提出极导线垂直排列的直流线路架设思想,并通过模拟试验和现场实测的电磁环境数据,比较极导线水平排列和垂直排列情况下线路的电磁环境水平。研究结果表明:在相同的导线高度下,极导线垂直排列与水平排列相比,电磁环境较优,环保线路走廊也小。从电磁环境角度考虑,直流线路架设可采用极导线垂直排列方式。