导线覆冰类型的判别准则与电网冰灾防治系统的设计

发布时间：2017-08-24 06:18

  本文关键词：导线覆冰类型的判别准则与电网冰灾防治系统的设计

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【摘要】：湖南地区的架空电网频频受到严重覆冰的危害,湖南电网公司为此采取了包括冰情监测、交直流融冰等一系列的救灾和防灾措施和方案。但是,这些导线覆冰防冰处理措施和方案存在监测数据不全、覆冰类型判断依靠经验、融冰电流计算不够准确等诸多的不足与缺陷,不仅对深度的分析造成一定困难,而且阻碍了实际操作的机动性与可靠性。为了有效解决这些问题,进一步改进湖南电网冰灾防治的方法,本文做出了以下工作:(1)针对导线覆冰类型判断这个领域内的理论难点(即凭借少数气象参数靠经验进行模糊判断,或者建立复杂传热传质模型进行理论分析,这些判断方法在实际应用中要么不够准确,要么不够便捷),提出了一种基于相似理论及聚类分析的新型判别方法,找到了适用于导线覆冰过程的相似判别准则,随后,成功从无标签的覆冰历史数据中提取出了代表各覆冰类型的聚类,并统计得到了各覆冰类型的典型相似准则数值组合,经过分析得出,这些组合可以作为较为准确且便捷的导线覆冰类型判别方法,解决了长期困扰学者们的理论难题。(2)针对电网线路覆冰预警方法的改进,回顾了近60年来领域内的覆冰预测模型研究成果,对它们进行比较、分析并最终针对各覆冰类型选择了理论上最为完善的预测模型,并厘清了各模型的操作步骤,本文还援引国内对于导线覆冰的研究,为选用的模型对导线传热和几何特征的影响进行了修正。(3)针对电网线路直流融冰和临界电流防冰方法的改进,回顾了近20年来领域内的研究成果,依次选择了适合湖南电网的导线直流融冰和临界电流防冰计算模型,并厘清了模型的操作步骤。(4)将以上理论成果合而为一,从总体上设计了一套电网冰灾防治系统的框架,并给出了系统的具体处理流程图,该系统囊括了气象监测、覆冰类型判断、覆冰计算、除冰方法选择与计算、防冰计算、历史数据显示及管理等与冰灾防治相关的功能,并能与电网已投入运行的设备及其他系统有机结合,因此可以为今后的实际开发提供有效参考。
【关键词】：电网 覆冰 融冰 防冰 相似理论 聚类分析
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM752
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究的目的与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-18
• 1.2.1 导线覆冰类型判断方法研究现状12-15
• 1.2.2 湖南电网除冰研究现状15-18
• 1.3 主要研究内容18
• 1.4 本章小结18-20
• 第二章 导线覆冰相似分析20-28
• 2.1 导线覆冰过程相似分析的目的与意义20-21
• 2.2 导线覆冰过程的相似分析21-26
• 2.2.1 导线覆冰过程的系统方程组21-23
• 2.2.2 无因次系统方程的推导23-25
• 2.2.3 决定性相似准则25-26
• 2.3 导线覆冰过程相似判别准则26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 基于聚类分析的导线覆冰类型判别方法28-40
• 3.1 聚类分析用于判断导线覆冰类型28
• 3.2 聚类趋势分析28-31
• 3.2.1 覆冰数据来源及预处理28-29
• 3.2.2 聚类趋势分析G函数29-30
• 3.2.3 聚类趋势分析结果30-31
• 3.3 基于密度的OPTICS聚类算法31-32
• 3.4 聚类结果及解释32-35
• 3.4.1 硬雾凇和两种程度的雨凇聚类32-33
• 3.4.2 湿雪、干雪和软雾凇聚类33-35
• 3.5 覆冰类型判别方法35-38
• 3.5.1 方法流程图35-36
• 3.5.2 各导线覆冰类型典型相似准则数值的讨论36-38
• 3.6 本章小结38-40
• 第四章 湖南电网导线覆冰、融冰及防冰模型选择40-66
• 4.1 导线覆冰、融冰及防冰模型选择的目的与意义40
• 4.2 导线覆冰模型选择40-57
• 4.2.1 Makkonen的导线覆冰综合预测模型40-46
• 4.2.2 蒋兴良等人针对导线的覆冰模型修正46-48
• 4.2.3 Makkonen的雨凇冰柱预测模型48-51
• 4.2.4 基于质量守恒的湿雪预测模型51-54
• 4.2.5 模型中一些参数计算式的选用54-57
• 4.3 导线直流融冰模型选择57-63
• 4.3.1 范松海等人的直流融冰数值模型57-62
• 4.3.2 导线直流融冰的限制因素62-63
• 4.4 导线临界电流防冰模型选择63-64
• 4.5 本章小结64-66
• 第五章 湖南电网冰灾防治系统的框架设计66-74
• 5.1 设计电网冰灾防治系统的目的与意义66
• 5.2 系统主要功能和结构的确定66-67
• 5.3 系统的模块化设计67-71
• 5.3.1 数据采集模块67-68
• 5.3.2 数据处理模块68-70
• 5.3.3 数据显示模块70
• 5.3.4 数据管理模块70-71
• 5.4 系统流程图的设计71-73
• 5.5 本章小结73-74
• 结论74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 附录A （攻读学位期间发表论文目录）82

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本文编号：729682