基于大模型大数据的高寒地区电网线路覆冰预警系统设计

在全球气候变暖的大背景下,极端低温和寒潮的频率和强度将会增强,未来面临极端气候的概率大大增加,输配电线路覆冰是最常见也是最严重的危害之一。本文针对高寒地区的电网线路覆冰灾害问题,设计了一套基于大数据大模型的高寒地区电网线路覆冰预警互动平台和可视化系统。系统采用无线传感器进行数据采集,包括微气象、导线特性和微地形等多元数据,通过电力物联网架构进行数据传输和管理。采用CEEMDAN与谱聚类算法进行数据清理聚类和特征提取,结合微气象、微地形、导线特性和线路架设高度等因素,利用支持向量机(SVM)进行覆冰预测。系统具备良好的稳定性与实时性,能够大大提高预测能力,为高寒地区覆冰线路的融冰方案设计和管理提供有效支持。

输电线路人工观冰值与覆冰预警系统监测值对比分析研究

通过收集对比某电力公司输电线路在2012年-2013年覆冰期间人工观冰数据和相对应的覆冰预警系统监测数据,分析探究两者之间存在的差值,剖析定位各种误差产生的原因,并提出相应的改进措施,以获得更为精准的数据,为输电线路防冰抗冰工作提供更加准确全面的参考依据。

输电线路覆冰预警一体化应用平台研究

通过建立通用的数字化输电线路模型和统一的数据库格式,采用嵌入式技术构成一体化应用平台来运行不同的厂家的预警分析软件,使多个厂家开发的预警分析软件能够协调运行,不同厂家生产的监测终端可以同时接入到一体化应用平台。进而可以根据需要选择不同的预警分析模块,向用户提供统一的应用界面。

ZigBee技术在输电线路覆冰预警系统中的应用

随着电力设备全生命周期管理理念和状态检修技术在电力行业中的应用,基于无线公网、太阳能、传感器和计算机网络等新技术的输电线路综合在线监测系统的地位越来越重要。由于在线监测设备一般运行在高电压、强磁场的恶劣环境下,对设备的低功耗和数据通信的可靠性提出了较高的要求。首先分析了输电线路在线监测技术现状及主要特点,然后论述了ZigBee技术的原理及应用优点,最后提出了基于无线网络和ZigBee技术的输电线路覆冰预警系统建设模式,该系统已在广西电网得到了应用。

基于星地融合的输电线路覆冰预警优化方法研究

输电线路覆冰预测对保障电网安全具有重要意义,随着气象条件日趋复杂,为了提升输电线路覆冰预测的准确性和及时性,依托现有的覆冰预测模型,提出了一种基于卫星气象和地面气象站点数据的星地融合气象要素反演方法。对覆冰预测模型中核心气象输入参数(如温度、降水、风速)预报精度进行优化提升,进而提高复杂气象条件下输电线路覆冰预警精度。以浙江某输电线路为实验区,实验结果表明文中方法对温度和降水的预报效果提升较为明显,提前72 h输电线路覆冰预报的准确度相对于24 h预报准确度没有明显的下降,对于24 h~72 h的覆冰预测预警有较好的指导意义。

风力发电机覆冰预警技术研究

能源电力低碳化转型背景下,风电将成为第一大电源。风机覆冰会导致停机,是影响风电出力的重要因素,有必要开展风机覆冰预警技术研究。文中总结了贵州龙源新能源公司风机覆冰给风机运行带来的多方面影响,提出应从风电场高精度气象预测预警技术和风机部件覆冰在线监测技术开展风机覆冰预警技术研究。风机部件覆冰在线监测技术应重点监测风机叶片,监测预警技术包括视频监测法和人工观冰法和微波监测法等,其中视频监测法和人工观冰法已实用化,微波监测法前景较好。

一种风电机组覆冰后保护塔下附属设备的方法

某风电场属高海拔山地风电场,每年冬季遇强冷空气过境会导致风力发电机覆冰停运,当气温回升后冰块融化并随机掉落至塔基平台周围,冰块自高空掉落直接或间接砸向了风力发电机平台的箱式变压器和爬梯,严重时会造成设备损毁。基于此问题本文研究并实施了一种风力发电机组覆冰后开启扇区保护的功能,要求风电机组具备覆冰检测执行保护停机功能并将机舱头偏航至安全扇区,有效降低了风电场设备财产损失,提高了设备利用率。

输电线路人工观冰和覆冰监测预警系统的比较

覆冰监测预警系统对保障输电线路的安全可靠运行日益重要。通过收集整理某电网公司覆冰监测预警系统在2013-2014年覆冰期的人工观冰记录和对应的系统监测数据,从不同角度分析人工观冰值和系统监测值之间的差异情况,以及造成差异的原因,并提出对应的改进建议和措施,为未来覆冰监测系统的完善和输电线路的防冰、融冰工作提供参考。

基于覆冰增长速度的覆冰在线监测系统动态预警方案研究与探讨

以覆冰在线监测系统的预警方式为对象,提出基于覆冰增长速度的动态报警方式,根据覆冰增长速度结合气象预报推算得出覆冰达到设计值所需的预警时间,从而对覆冰进行动态预测,为启动融冰措施提供依据。

基于机器视觉的超高压输电线路覆冰灾害分级预警模型

超高压输电线路一旦覆冰会造成严重的危害,甚至会影响电网正常运行,预测输电线路覆冰情况对于解决灾害有重要意义。目前提出的预警模型覆冰率预测结果与实际结果相差较大,为了解决上述问题,基于机器视觉设计了一种新的超高压输电线路覆冰灾害分级预警模型,处理超高压输电线机器视觉信息,采集原始图像信息,划分原始图像中的线路特征,确定梯度特征,分析梯度方向,实现梯度增强。利用卷积神经网络对图像进行分类,根据分类结果完成信息处理。同时检测历史覆冰灾害因子、气象因子和线路冰冻因子,根据检测结果建立PSOEM-LSSVM模型,计算预警模型权重,分析综合风险指数的赋权及合理性,对输电线路覆冰风险进行分级,通过指数结果将灾害分为5级,评判灾害程度。实验结果表明,基于机器视觉的超高压输电线路覆冰灾害分级预警模型预警相对误差始终低于0.02%,预警过程不会受到风速影响,能够很好地保证超高压输电线路运行安全性。

输电线路覆冰监测系统应用现状及效果

分析了输电线路覆冰监测系统功能、实现手段,介绍了目前国内输电线路覆冰监测系统应用现状和在维护电网安全运行、应对大面积自然灾害方面发挥的作用和取得的效果。指出通过输电线路覆冰监测系统的实施,可达到记录现场覆冰过程;预警;为除冰融冰提供指导、辅助决策;降低人员工作强度;绘制电网覆冰分布图、为设计提供依据等功能。提出了今后建立和完善输电线路覆冰监测系统的工作重点。

架空输电线路覆冰在线监测系统的开发与应用

针对现有输电线路覆冰监测手段存在的不足,开发了1种新型输电线路覆冰在线监测系统。该系统由高电位在线监测装置、低电位在线监测装置、自动气象站、传输网络及主站系统等组成,通过实时采集环境微气象数据、导线特征数据及线路走廊图像数据,计算出导线等值覆冰厚度;结合覆冰图像信息及现场微气象数据,实现对线路覆冰情况的预警。通过在某500 kV输电线路上实际应用,证明了该系统对输电线路覆冰监测预警的有效性。

基于PCA-GA-LSSVM的输电线路覆冰负荷在线预测模型

针对目前输电线路覆冰负荷预测模型存在的预测精度不足、模型参数选择随意性强、预测效率低等问题,提出了一种基于现场监测数据的输电线路覆冰负荷在线预测模型。首先基于主成分分析法(PrincipalComponent Analysis, PCA)提取微气象数据中的有效信息,并采用遗传优化算法(Genetic Algorithm, GA)对惩罚系数等模型参数进行优化确定,建立离线最小二乘支持向量机(LeastSquaresSupportVectorMachines, LS-SVM)模型。然后基于KKT条件(Karush-Kuhn-Tucker conditions)和增量在线学习算法,实现了回归函数和预测模型的在线更新。最后通过云南电网相关输电线路覆冰灾害的实例进行仿真分析。实验结果表明所提模型可有效地对现场输电线路覆冰负荷进行在线预测,单步长及多步长的预测效果均优于传统的覆冰预测模型,应用该预测模型可更好地为输变电系统的除冰和维护决策服务。

利用光纤光栅监控输电线覆冰

从光纤布喇格光栅(FBG)的原理、特点入手,对光纤光栅传感器监控输电线覆冰情况的可行性进行理论分析和实验研究.分别搭建了单臂和双臂梁实验装置,通过实验研究了光纤布喇格光栅反射波长与梁负重的关系,利用最小二乘法对实验数据进行了拟合,得到了波长偏移量和梁载荷的数学关系,实验结果显示利用光纤布喇格光栅传感器监控输电线覆冰情况是可行的.

南方电网主网架直流融冰工作流程与融冰效率研究

自2008年冰灾后,南方电网在西电东送主网架输电通道中加装了6套直流融冰装置,其中高肇直流高坡站直流融冰装置为南方电网首套高压直流输电线OPGW融冰装置。现有的研究工作大多只涉及线路两侧未安装融冰短接刀闸情况下相线融冰技术的研究与计算,实际上,地线覆冰是仅次于相线覆冰的影响系统冰期安全运行的因素,融冰短接刀闸的装设能够大大提高融冰效率。在此背景下,笔者介绍了6套直流融冰装置特别是高坡站OPGW直流融冰装置的概况,分析了基于覆冰预警系统的直流融冰工作流程及安装融冰短接刀闸前后的融冰效率。最后,对分析结果进行了总结,指出OPGW融冰具有可行性和必要性,并建议制定工作流程、加装融冰刀闸以提高融冰效率。

冰冻气象风险等级分布图生成方法及在电网中的应用

本文介绍了利用基本气象要素数据生成冰冻气象风险等级分布图的思路及方法,探讨如何将冰冻气象风险等级分布图应用于输电线路覆冰预警及电网防冰抗冰管理工作中。

南方电网直流融冰技术的研究与应用

极端寒冷气候条件引起的输电线路覆冰会导致输电线路严重受损,造成电网部分或全网停运。融冰技术和覆冰预警系统的研究与应用对于电网抗击冰灾具有重大的意义。文章介绍了由南方电网技术研究中心实施的融冰技术研究的几个方面,包括融冰关键参数试验、直流融冰装置样机的研制、覆冰监测预警系统研发等。详细介绍了60MW、25MW和500kW直流融冰装置样机设计、工厂测试和变电站现场测试。研究成果表明,在直流融冰技术在关键技术上取得了一批具有自主知识产权的原创性成果,并建立了国内第一个完整的直流融冰集成技术体系;覆冰监测预警系统研发实现了线路灾害(覆冰)预警系统的系统功能规范化、终端功能集成化,通信规约统一化和应用支撑平台一体化。

铁路接触网覆冰预测及治理方案研究

随着电气化铁路和高速铁路的快速发展,接触网运营里程也逐年增加,近年来,极端气候频繁出现,接触网覆冰现象频发,接触网覆冰给运营安全带来较大影响,接触网覆冰的预警监测和治理成为了铁路安全运营亟须解决的问题之一。参照电力架空输电导线的覆冰预测模型,搭建了接触网覆冰的预警监测平台,根据接触网线路坐标信息,建立微地形覆冰预警监测模型,并对沈大线和丹大线部分区段预警提出了预测报告。利用微波技术对接触网覆冰进行在线监测,并将监测装置安装在瓦长线的隧道口、湖畔等地点进行试验。针对长大距离的覆冰区段,根据接触网融冰回路线材组合、环境温度、覆冰厚度、承力索接触线最大允许工作温度等因素确定合适的融冰电流,并通过载流温升试验验证直流融冰的可行性。最后针对局部散发多发的覆冰区段提出了机械除冰的治理方案。

穿行“冰林”保障京广高铁可靠供电

面对雨雪冰冻险情,国网孝感供电公司输电运检分公司第一时间成立抗冰保电专班,干部员工主动放弃休假,开展特巡特维,确保京广高铁安全可靠供电。岁末年初,突如其来的雨雪冻雨寒潮侵袭湖北,多地大雪封山、路桥结冰,交通受阻。雨雪如令,责任如山。国网孝感供电公司输电运检分公司党总支迅速启动雨雪、覆冰预警应急响应,第一时间成立抗冰保电专班,88余名干部员工主动放弃休假,坚守在岗,采取“人巡+机巡+可视化巡视”的方式,对全市95条重要输电线路实施24小时“三维立体”巡检,确保输电线路隐患缺陷及时发现并消除。

科技快讯

超高压电网故障电流限制器两项目通过验收3月6日,国家电网公司科技部在京组织举行了"超高压电网故障电流限制器关键技术与示范工程前期研究"和"超高压短路电流限制器示范工程"项目验收会。验收专家委员会由清华大学韩英铎院士任主任委员,浙江省电力公司总工程师李海翔教授级高工等任专家委员。