某特高压直流线路地线覆冰灾害分析与探讨

针对输电线路冰灾事故地点覆冰观测数据短缺的问题,以某±800 kV特高压直流线路地线覆冰断线的典型故障为例,尝试从气象要素、现场查勘、影像资料及现场覆冰调查等方面综合分析,结合覆冰形状,选取适当的计算方法估算覆冰量级,为覆冰资料短缺地区覆冰量级的快速确定提供一种简易的计算方法。通过采用不同覆冰条件下导线和地线弧垂间隙反算覆冰量级,验证了此种估算方法的可行性。

考虑覆冰灾害的特高压电网差异化经济性评估

覆冰灾害对特高压电网经济性有重要影响,鉴于不同输电线路受覆冰影响不同,建立了考虑覆冰灾害的特高压电网差异化经济性评估模型。该模型基于全寿命周期成本理论和差异化理论,从成本和收益两个方面出发,构建差异化全寿命周期成本效益评估指标体系。采用对比评估方法评估差异化方案和常规方案的经济性,为特高压电网规划与建设提供理论依据。最后,通过算例分析验证了评估方法的有效性和合理性。

基于聚类算法的电网覆冰灾害分级预警模型研究

对电网覆冰灾害进行了分级预警模型的研究,采用图像检测法测得输电线路覆冰厚度的实时数据,以此为约束条件,采用聚类算法计算出输电线路的综合覆冰厚度,针对不同的覆冰厚度,对覆冰灾害进行了等级划分,并发出相应等级的预警信号。通过对某220 k V架空输电线路覆冰厚度数据的实时监测,验证了该预警模型的有效性。电网覆冰灾害分级预警模型的建立,使覆冰灾害预警更为准确、有效,且节约线路维护检修成本,为高压输电线路状态评估、安全性评价等工作提供参考依据。

浅议输电线路覆冰灾害的故障分析

自2008年以来,我国已有17个省(区、市)部分输电线路因覆冰太厚、铁塔不堪重负多次发生相继坍塌事件,给人民的生产、生活造成了巨大的经济损失。本文通过对输电线路覆冰灾害的成因、类型做简单分析,借鉴现有的防治方法和技术,对现有的可能出现的输电线路的覆冰故障提出适当的处理措施。

我国电网覆冰灾害应急救援问题研究

2008年伊始,我国南方大部分地区发生的建国以来罕见的低温、雨雪、冰冻灾害给我国的社会、经济生活造成了极大的影响。雪灾已经结束,但留给我们更多的是思考,思考我国公共安全管理应急体系所存在的问题,尤其是针对复杂高压电网覆冰灾害的应急救援体系所存在的问题。主要分析目前我国复杂高压电网覆冰灾害事故应急救援体系的建设现状,存在的问题,以及建议研究的方向。

考虑连锁故障的覆冰灾害下输电线路脆弱性分析模型

虽然电网鲁棒性日益增强,但部分输电线路经过区域极易遭受覆冰灾害,导致该地区发生一次故障的概率大幅增加,而一次故障将会导致电网发生二次连锁故障。针对此问题,文中首先通过蒙特卡洛法判断覆冰灾害引发的输电线路一次故障脆弱性,然后通过自组织临界理论判断由一次故障引发的输电线路二次连锁故障脆弱性,从而建立综合考虑覆冰灾害和电网物理特性的输电线路脆弱性分析模型,以潜在事故链的形式展现了电网覆冰灾害下的故障演化进程,为运维人员甄别覆冰灾害下区域电网的输电线路薄弱环节提供重要决策依据。最后通过对IEEE-39节点电力系统实例进行仿真与分析,验证了所提出模型的可行性。

浙江省输电线路覆冰灾害风险评估方法研究

以浙江省为例,进行省域冰区图绘制和杆塔尺度的输电线路评估。首先,利用覆冰生成数值模式,针对2005—2014年覆冰灾害进行了逐小时0.01°×0.01°分辨率的覆冰过程反演,结合Gumbel极值分布刻画各栅格超越概率分布并绘制浙江省冰区图;其次,通过多因素比较分析,建立基于高程要素的杆塔覆冰降尺度方案;最后,基于区域灾害风险评估方法,选取易损性评估模型,对浙江省输电线路覆冰灾害下的杆塔失效率给出了定量评估。结果显示,浙江省冰区呈北、中、南带状分布,且中部覆冰带可能强度最大;在当前气候背景条件下,忽略人为抗冰、融冰等作用,浙江省中部及北部的输电线路覆冰风险相对较高。

输电线路覆冰灾害影响及防除冰技术探讨

基于文献分析,本文针对覆冰的形成与分类作了简要的介绍,例举了近期我国发生的重大覆冰事故,从覆冰使输电线路机械特性和电气特性受损的角度进行了危害分析。结合我国覆冰事故的具体情况,一般防治举措主要有防覆冰闪络、防覆冰舞动和防冰除冰等方面,这里详细地探讨了防除冰技术,并分析指出现有技术的一些不足之处。

冬季高山地区配电线路防覆冰灾害的探讨

根据叙永县的地理位置和气象条件,针对泸州电网结构及叙永县配电线路遭受冰冻灾害的情况进行分析探讨,以叙永县合乐苗族乡石梁村、四美村、小岩h村配电线路具体受灾情况作全面分析,提出了泸州地区冬季配电线路容易发生覆冰灾害的区域在高山地区,在此基础上,通过直接和间接原因的论证,也提出了冬季高山地区配电线路防覆冰灾害的具体措施与建议,为冬季高山地区配电线路防覆冰灾害积累了经验。

河北地区覆冰灾害及冰区分布图应用的探讨

在缺少覆冰观测资料的情况下,已建线路的覆冰灾害资料和冰区分布图成为确定导线覆冰的两种重要的方法[1]。本文在分析河北地区覆冰灾害和特点的基础上,对河北地区的冰区分布图进行了分区域探讨研究,为今后更好地进行工程设计及输电线路的运行维护提供参考依据。

华东电网输电线路覆冰灾害防治体系的研究

基于2008年我国大范围冰灾情况,给出华东电网500 kV输电线路的典型故障类型,针对华东电网的实际情况提出了输电线路覆冰灾害防治体系的总体框架,对框架中的结构抗冰、绝缘优化、覆/融冰机理、冰情监测等各个子模块的研究思路进行了讨论,并介绍其中部分内容的初步研究成果。

输电线路覆冰防治措施分析

受地理位置及气候变化的影响,多个地区的输电线路在途径覆冰重灾区时覆冰事故频发,并且随着电压等级的不断提高,输电线路对覆冰灾害的影响更为敏感,极易发生断线、倒塔等事故,严重影响电能的正常输送。因此,通过分析现有覆冰防治措施的特点及差异,提出改善输电线路覆冰防治的新方向。

适用于小样本数据库的输电线路导线覆冰预测灰色模型及应用

科学合理地对导线覆冰进行预警评估有助于及时地对冰冻灾害风险做出准确应对措施。提出一种适用于小样本数据库的多因素灰色预测模型GM(1,N),相比于传统神经网络模型,这种模型对建模数据库样本容量要求低,具有较高的建模与计算效率,并且可实时根据气象参数对导线覆冰程度进行预测,从而实现输电线路导线覆冰灾害风险预警的目的。基于所提模型进行案例分析,在工程应用场景中将覆冰程度划分为5个等级,研究发现:基于GM(1,N)灰色理论多因素预测模型对覆冰厚度预测的误差平均在8.1%,输电线路导线覆冰灾害风险预警准确率高达94%。此外,在覆冰厚度临界值附近的预测值增加一定的安全裕度值,可以降低将高风险等级判断为低一级的风险等级的概率。本文所提出的覆冰厚度预测灰色模型可以指导冰区输电线路的抗冰工作。

广西电网抗冰防灾设计提升研究

为提升广西电网抗冰防灾能力,调研、梳理和分析广西电网覆冰灾害受损情况,结合南方电网冰区分布图以及相关运行数据,核查和评估广西电网10 kV及以上线路抗冰防灾能力,综合广西电网已建线路防灾改造的轻重缓急情况,分类实施已建线路防灾改造项目,并提出抗冰防灾的具体设计提升措施。

自然环境灾害下配网覆冰输电线路模拟系统研究

为有效提升对覆冰输电线路的模拟效果,设计了自然环境灾害下配网覆冰输电线路模拟系统。对覆冰灾害进行了理论分析,以实际的配网线路工程为原型,对交流系统、换流阀、换流变压器以及直流电缆进行等效模拟。在所设计的配网覆冰输电线路模拟系统中,不仅采用了与实际工程现场中相同的测量系统,还完成了覆冰后故障模拟并实现对应故障点的设置。设计了模拟系统的稳态等相关实验,将其与实际工程进行对比,通过仿真结果全面验证了该系统的有效性以及优越性,能够为在覆冰状态下维护配网稳定性提供有效支持。

基于覆冰气象条件的电网差异化规划经济性评估

覆冰灾害对特高压电网的安全与稳定运行造成极大威胁,因此构建考虑覆冰灾害的特高压电网差异化规划模型具有重要意义。基于差异化理论,首先构建考虑覆冰灾害的特高压电网差异化规划模型以提高运行的安全性与经济效益;然后,基于影子价格理论和生命周期成本理论构建特高压电网差异化经济性评估模型,对规划方案进行评估,以避免规划方案失误造成的重大经济损失与负面社会影响;最后,通过算例分析验证了差异化规划模型与差异化经济性评估模型的有效性和合理性。

采用涡流自热环防止输电线路冰雪灾害的方法研究

输电线路覆冰现象对电网的安全运行造成极大危害,国内外一直在探索和研究各种对于输电线路防冰止雪的有效方法和技术措施。该文根据输电线路导线覆冰积雪的形成过程,提出在导线上分段加装铁磁复合材料制成的涡流自热环,使其在导线传输电流产生的磁场下产生电磁热损耗,实现导线不停电自动除冰方法。该文通过磁热分析,对不同传输电流下涡流自热环的发热功率特性进行了计算;同时通过对导线除冰过程热平衡的分析,计算出不同风速、不同温度条件下导线的临界除冰功率。在人工气候室内开展LGJ-400/35导线的涡流自热环防/除冰试验。试验结果表明,间隔布置的涡流自热环可以明显抑制导线覆冰的形成,除布置处完全融冰外,可使整段导线的覆冰质量减少18.38%~30.61%。理论和试验结果表明,对微地形、微气象地区等电网小范围重冰区而言,涡流自热环是一种简单、有效的不停电导线防冰除冰措施。

220 kV孝蔡线冰灾事故中标准覆冰厚度的分析计算

2019年2月份湖北武汉地区出现大范围的低温冰冻天气,导致武汉周边的220 kV孝感-蔡店输电线路发生覆冰灾害事故,现场观测到的导线覆冰最大直径约有190 mm。本文中运用无人机对实际覆冰形态进行了观测与分析,之后采用了称重法和长短径测量法将实际覆冰厚度订正到了设计所需的标准覆冰厚度,结果表明标准覆冰厚度已经超过了线路设计冰厚,需要对输电线路进行抗冰技术改造。

可关断器件移动式直流融冰装置研究

为提高电网的可靠运行,加强电网防冰防灾能力建设,我国加强了先进电力电子技术用于融冰领域的研究。文章首先说明了线路融冰额定电流和电压的计算方法,随后介绍了基于可关断器件移动式直流融冰装置的技术先进性,给出了其系统技术方案、主电路拓扑和控制策略,尤其阐明了先进的四象限变流器模块串联的多重化电压源换流器(voltagesource converter,VSC)结构。500 kV线路现场试验证明,该装置的研制成功,为我国电网防冰减灾提供了新的技术手段。

考虑输电线路安全的机械除冰次序优化

机械除冰是应对输电线路覆冰灾害的重要手段,现有研究主要集中在除冰方法的改进,而对机械除冰实施过程的影响研究较少。研究发现在机械除冰过程中,如果按照从输电线路一端开始顺序除冰的策略,杆塔承受的最大不平衡力可能超过设计标准,影响输电线路安全,而不同的除冰次序会产生不同的最大不平衡力。为此,有必要对机械除冰的除冰次序进行优化,提高机械除冰的安全性。首先分析了机械除冰过程中除冰次序对杆塔平衡力的影响,然后建立了输电线路机械除冰次序优化模型。由于该模型为非线性、多约束模型,采用遗传算法对不同档导线覆冰清除的次序进行优化。仿真分析表明,优化后的除冰次序能够有效地降低杆塔承受不平衡力,提高机械除冰过程中输电线路的安全性。