恶劣天气下架空输电线路荷载风险建模及预测

发布时间：2020-10-18 12:08

　　 架空输电线路是电力系统的重要组成部分,是输送电能的大动脉,架空线路的安全运行关乎整个电网能否安全稳定运行。架空输电线路常年曝置在大气自然环境中运行,容易受到强风、冰雪、暴风雨、寒流冰冻等恶劣天气影响,而各种恶劣天气的频发则可能造成架空线路断线、倒塔等严重情况,甚至导致大面积停电事故,因此建立架空线路风险评估与预警系统对保障架空线路的安全稳定运行具有非常重要的实际意义。目前国内外针对架空线路风险评估问题主要考虑覆冰对线路的影响,对极端天气下架空线路可靠性研究较少。本文将架空线路的本体作为主要研究对象,根据线路荷载计算理论,风险评估理论和模糊预测理论,首先建立极端天气下计及气温变化影响的架空线路风险评估模型,然后对覆冰有风、暴风雨及大风三种极端天气下架空线路荷载风险进行预测,在MATLAB环境中对所提出理论与方法进行实例建模论证。本文的研究内容主要包括以下三个方面:1)架空输电线路计及温差变化的等值荷载建模。基于架空线路的基本设计理论,详细推导架空线路状态方程,由状态方程导出一组气温变化差值与比载变化差值,通过最小二乘法对其进行拟合,建立架空线路温差变化的等值荷载模型。2)极端天气下架空输电线路风险评估。假定架空线路强度和荷载均服从正态分布,通过对架空线路联合概率密度函数的分析,结合线路荷载—强度的随机特性和应力强度干涉理论,就三种极端天气对架空线路荷载进行风险评估。3)进行架空输电线路荷载模糊预测。根据架空线路的失效概率对架空线路荷载状态进行划分,结合划分的状态建立降雨强度、风速以及覆冰厚度的作输入变量,定义荷载的作输出变量。采用GA优化TS-FNN模型推理出架空线路荷载值,根据预测荷载值对架空线路荷载风险进行评估,得到有效的预警信息。本文最后通过实例分析验证了所建立模型的准确性以及所提出方法的正确性,对架空输电线路的安全分析具有重要的现实意义与实用价值。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM75
【部分图文】：

近年来，为优化能源配置和缓解用电紧张的局势，提高供电可靠性，电网公司新建造了大量高电压等级的架空输电线路，特别是特高压交直流输电，实现了电力清洁能源从能源基地到能耗中心的远距离大容量输送。架空输电线路作为连接发电部分、变电部分、配电部分和用户的媒介，是电力系统中的重要组成部分，因此保障架空输电线路运行的安全，则是保证整个电网稳定运行的基础。架空线路常年曝置在大气自然环境中，常常会受到强风暴雨、寒冰暴雪等恶劣天气的影响。而大风、暴风雨以及覆冰等恶劣天气一旦造成架空线路故障，具有波及范围广、持续时间长、造成损失严重等特点，严重危及电力系统的安全运行[1]。通常极端天气下架空输电线路容易出现较为严重的损伤或故障，若架空线路因此中断供电将可能导致区域供电不足，甚至使整个电网发生振荡或者解列，造成大范围停电的严重电网事故，破坏电力系统的安全稳定运行，并且将对社会生产生活造成不可估量的严重影响。极端天气引起输电线路断线、倒塔的情况如图 1.1、图 1.2 所示。因此需要一个能有效预防极端天气对架空输电线路损坏的应对措施，以保证其安全运行，继而保障电网的安全稳定

近年来，为优化能源配置和缓解用电紧张的局势，提高供电可靠性，电网公司新建造了大量高电压等级的架空输电线路，特别是特高压交直流输电，实现了电力清洁能源从能源基地到能耗中心的远距离大容量输送。架空输电线路作为连接发电部分、变电部分、配电部分和用户的媒介，是电力系统中的重要组成部分，因此保障架空输电线路运行的安全，则是保证整个电网稳定运行的基础。架空线路常年曝置在大气自然环境中，常常会受到强风暴雨、寒冰暴雪等恶劣天气的影响。而大风、暴风雨以及覆冰等恶劣天气一旦造成架空线路故障，具有波及范围广、持续时间长、造成损失严重等特点，严重危及电力系统的安全运行[1]。通常极端天气下架空输电线路容易出现较为严重的损伤或故障，若架空线路因此中断供电将可能导致区域供电不足，甚至使整个电网发生振荡或者解列，造成大范围停电的严重电网事故，破坏电力系统的安全稳定运行，并且将对社会生产生活造成不可估量的严重影响。极端天气引起输电线路断线、倒塔的情况如图 1.1、图 1.2 所示。因此需要一个能有效预防极端天气对架空输电线路损坏的应对措施，以保证其安全运行，继而保障电网的安全稳定

载 1.00 1.00 1.10 1.者的计算， 宜取1.0。，导线的直径增厚为 d 2b，致使其迎风面积与具体规范可得出，当线路覆冰时，其风载体型以表示为：235(,)(2)sin10 AWbvdbvcfsc合比载和覆冰综合比载共同组成，如图2-1。
【参考文献】

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1 杨清;魏亚楠;赵渊;熊小伏;王建;;强风雨荷载冲击下的输电线路可靠性建模方法[J];电力自动化设备;2015年02期

2 包博;程韧俐;熊小伏;翁世杰;王建;;一种计及微地形修正的输电线台风风险预警方法[J];电力系统保护与控制;2014年14期

3 朱晔;王海涛;吴念;李牧;许晓路;冯智慧;;输电线路覆冰在线监测动态预警模型[J];高电压技术;2014年05期

4 宋晓喆;汪震;甘德强;邱家驹;;台风天气条件下的电网暂态稳定风险评估[J];电力系统保护与控制;2012年24期

5 王敩青;戴栋;郝艳捧;李立浧;傅闯;饶宏;;基于在线监测系统的输电线路覆冰数据统计与分析[J];高电压技术;2012年11期

6 端义宏;陈联寿;许映龙;钱传海;;我国台风监测预报预警体系的现状及建议[J];中国工程科学;2012年09期

7 何永秀;朱茳;罗涛;何海英;;城市电网规划自然灾害风险评价研究[J];电工技术学报;2011年12期

8 王建学;张耀;吴思;孙羽;;大规模冰灾对输电系统可靠性的影响分析[J];中国电机工程学报;2011年28期

9 孙羽;王秀丽;王建学;谢绍宇;;架空线路冰风荷载风险建模及模糊预测[J];中国电机工程学报;2011年07期

10 郑旭;赵文彬;肖嵘;顾承昱;;华东电网500kV输电线路气象环境风险预警研究及应用[J];华东电力;2010年08期

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1 翁世杰;架空输电线路大风灾害预警方法研究[D];重庆大学;2015年

本文编号：2846279