架空输电线路山火预测预警技术

大范围架空输电线路山火灾害易引起多条架空线路同时跳闸,严重威胁大电网安全稳定运行和用户正常用电。为了提前对架空输电线路山火灾害进行预测预警,改变现有架空输电线路山火处置手段较为被动的局面,综合考虑气象要素、卫星监测热点要素、工农业用火要素和架空输电线路隐患点要素与山火发生的关系,研究了基于"4要素"的架空输电线路山火预报方法,并提出了山火密度时间序列预测模型。该方法可同时对多个地区、多个时间段的架空输电线路山火进行预警,将预测山火发生"可能性"量化为发生"次数",预测空间分辨率可提高至2.5 km×2.5 km,实现了架空输电线路山火的精细化预测。利用该研究成果,可对架空输电线路山火进行预测预警,提前做好应对措施,化被动为主动,提高山火防治效率与电网安全稳定性能。     

基于BP神经网络的输电线路山火风险评估模型

近年来,输电线路因山火引起的跳闸停电事故越来越多,严重影响了电网的安全稳定,山火风险防控俨然已成为电网防灾减灾的重要研究课题。考虑到输电线路山火风险的影响因素多而复杂,提出了一种基于BP神经网络的山火风险评估模型。通过研究分析220 kV及以上输电线路山火灾害高发的实际情况,确定山火主要影响因子作为模型的输入,将山火风险等级作为模型的输出,利用Matlab建立基于BP神经网络的山火风险评估模型。实验结果表明该模型能有效地预测山火风险,对及时发布预警消息具有重要意义。     

输电线路差异化防山火技术与策略

针对输电线路山火灾害点多面广、引发故障影响因素多、对电网的安全稳定运行构成严重威胁的难题,分析了人为用火习俗、气象条件、植被类型等因素对山火分布的作用,阐述了地形参数、线路本体参数和山火形态等因素对输电线路山火跳闸的影响,分析了输电线路山火灾害脆弱性的差异。在此基础上,结合输电线路山火跳闸恢复时间,提出了1种定量化、精细化的输电线路山火灾害风险指标及计算方法。然后,从输电线路山火灾害防御与处置这2个方面分析了输电线路防山火措施的有效性与的适应性。研究结果表明:开展的逐基杆塔线路区段的输电线路山火灾害风险计算,揭示了输电线路山火跳闸风险差异特征;以某省电网1条±500 k V电压等级的直流输电线路为实例计算分析的输电线路1 300号—1 577号线路区段的山火跳闸风险,充分反映了输电线路山火灾害的分布规律及线路山火灾害的容灾抗灾能力;对计算得到的4个重点防山火线路区段采取了线下植被置换、配置灭火装备、安装分布式山火监测装置等有针对性的防治措施,验证了所提差异化防山火风险评价方法和指标的适用性和优势。所开展的输电线路差异化防山火技术研究,可为线路设计、运行维护等提供"有的放矢"的精细化信息指导。     

基于层次分析法的输电线路防山火预警评估模型

山火灾害是威胁电网安全稳定运行的重要因素之一。为了有效地预防山火灾害,提出了基于层次分析法的输电线路防山火预警评估模型。以输电线路历史故障、实时监测数据和气象预报信息三个方面风险因子,构建层次结构,结合贵州电网运维数据及专家经验,构造判断矩阵,进行可行性判断,并得到各因子相对权值及整体权值,结合专家系统给出的扣分表,计算实际扣分值,从而对输电线路山火风险进行评估,并给出了防治山火跳闸事故的建议措施,提高了山火防治效率和电网安全稳定性。     

山火灾害引发的输电线路跳闸风险实时分析方法及应用

近年来,山火灾害已成为输电线路跳闸停运的重要原因之一。现有的山火监测方法无法广域实时监测火点和获取线路所处微地形区域的小尺度气象数据,从而难以准确实时地分析山火条件下线路跳闸风险。据此,该文提出一种考虑山火灾害的输电线路跳闸风险实时分析方法。首先,基于同步卫星技术实现了输电线路附近山火的实时监测,其次,提出了多重嵌套的中小尺度气象预报模式以解决气象数值预测精确度与时效性的矛盾,再次,提出了综合考虑降水、植被、风场等各种环境因素的线路跳闸概率实时计算模型,最后,以湖南省历史山火高发期的案例验证了模型的准确性,结果表明,该方法能够实时、准确地分析输电线路山火跳闸风险,为大范围山火灾害下电网的安全运行和应急处置提供重要的数据支撑。     

基于火焰燃烧模型的输电线路山火跳闸风险分布评估

输电线路常跨越植被茂密的林区和人类活动频繁的农田等区域,极易发生山火,严重影响电网的安全稳定运行。为开展差异化的防山火措施,该文提出一种基于火焰燃烧模型的输电线路山火跳闸风险分布评估方法。首先选取人为因素、线路下垫面因素、气象和地形因素四大类数据构建输电走廊的山火发生风险评估模式,基于贝叶斯原理计算山火发生概率;然后估算山火条件下的火焰高度等火焰燃烧参数,考虑不同火焰燃烧情况下间隙绝缘的下降程度,计算线路绝缘击穿风险;最后结合山火发生风险概率和线路绝缘击穿风险,综合评估输电线路山火跳闸风险。基于输电线路山火跳闸风险值,可将电网线路的山火跳闸风险进行风险等级划分,并绘制输电线路山火跳闸风险分布图,明确线路山火防治重要区段。     

110 kV及以上电压等级输电线路因山火跳闸分析及防治

架空输电线路跨越植被茂密的林区及农田,不可避免受到森林火灾的影响,严重威胁电网的安全和可靠运行。针对当前输电线路频繁因山火引起跳闸,而没有行之有效的措施,统计了2015年至2019年云南电网110 kV及以上电压等级输电线路因山火引起跳闸的情况,结合当前山火跳闸机理研究及输电线路相关规范、设计手册,从线路电压等级、故障时间分布、故障相、线路重合闸等方面开展统计分析,基于输电线路防山火运维角度,提出了山火防治措施。     

电网山火灾害特征及风险预警技术

为了有效预报山火发生导致的大面积电网线路跳闸停电事故,文中利用2008—2017年广东电网山火点数、过火面积和主网跳闸频次数据,研究了该省电网山火灾害年际变化趋势并提出了一种基于偏最小二乘(PLS)法的电网山火风险预警模型。研究发现粤东和粤北地区为山火敏感易发地带,且其架空线路覆盖区内山火发生有明显增加趋势。另外,文中基于历史气象数据、植被数据和地形数据,采用PLS挑选主要的山火预报影响因子,结合应用统计学原理建立了一种优化的电网山火风险预警模型。通过广东电网实际运行山火跳闸案例测试,验证了文中所提方法预测电网山火发生时间和地点的准确性。     

火焰高度对输电线路间隙击穿特性的影响

山火可使架空输电线路间隙的绝缘强度显著下降,可能引发线路跳闸,导致线路出现停运的严重事故。近年来,山火频发给电网的安全稳定运行带来了巨大威胁。利用木垛火模拟山火,开展了火焰高度对模拟输电线路间隙击穿特性的影响研究。研究表明,火焰高度对间隙的击穿特性影响较大,火焰高度与击穿电压之间具有二次函数关系。研究成果可为输电线路防山火跳闸提供一定的指导。     

南方电网架空线路因山火跳闸故障统计分析

针对输电线路因山火跳闸事故频发问题,统计了2015—2020年南方电网辖区内110 kV及以上电压等级交直流输电线路377次山火跳闸事故,对输电线路因山火跳闸故障的时空分布规律和影响因子进行分析.结果表明:山火跳闸事故主要集中在某些线路的特定区段内;事故时间主要集中在每年2—4月,事故发生时段主要集中在12:00—16...     

山火对空气间隙绝缘击穿特性影响试验研究

近年来,山火频发给电网安全稳定运行带来了巨大威胁.山火会导致架空输电线路间隙绝缘强度显著下降,从而引发线路跳闸,造成线路出现停运等严重事故.文中设计了"棒-棒"电极空气间隙放电模型,开展了"棒-棒"模型的空气间隙绝缘击穿试验,研究了火焰、温度、烟雾对间隙绝缘的影响.试验研究表明,火焰高度和温度对间隙击穿特性影响较大,温...     

湖南电网山火告警风险及故障时间间隔分布规律

输电线路故障规律的研究对电网的运行维护具有重要的实际意义。首先,利用湖南电网输电线路山火广域监测数据和输电线路故障数据,对输电线路山火告警风险和输电线路故障的时间丛集性特征开展了研究,发现了输电线路山火告警风险的"日告警数—频率"满足幂律关系,验证了包含所有触发因素的输电线路故障"时间间隔—频率"累积概率分布满足指数关系。然后,基于Fano因子和Allan因子发现了输电线路故障时间序列具有自相似性,分析并获得了山火、雷击、冰灾等不同故障原因的输电线路故障"时间间隔—频率"累积概率分布满足分段幂律关系,确定了输电线路故障存在两个时间尺度的动力学过程。最后,得到的研究成果可为输电线路山火告警风险和输电线路故障的预测预报提供理论依据。     

计及输电线路舞动预测的电网短期风险评估

为了准备评估覆冰舞动环境下电网的短期运行风险,保障输电线路的正常运维,提出了一种计及输电线路舞动预测的电网短期风险评估方法。定量地抓住决定事故风险程度的两个因素:故障可能性指标和后果严重度指标,从整体层面把握舞动对电网短期运行风险的影响。其中可能性指标通过BP神经网络预测舞动概率值和通过频次法划分的舞动分区图综合计算得到,后果严重度指标根据输电线路故障断开后的支路过载和母线电压越限指标计算得到。以河南电网的历史舞动数据进行算例分析,结果表明所提方法能有效评估电网的短期运行风险评估,舞动预警和电网风险评估结果可以为电网调度和线路运维人员提供决策支撑,及早调整运行方式或者进行防舞作业,降低舞动对电网安全运行的影响。     

多自然灾害下的架空输电线路运行风险评估

为了对多种自然灾害共同作用下的架空输电线路运行风险进行评估,基于现代安全风险量化理论,充分考虑各类自然灾害风险的发生可能性、对架空输电线路的影响程度以及危害的严重程度,采用风险概率、线路故障输送能力损失值、风险社会影响系数三者综合量化架空线路灾害运行风险。基于此建立了多种自然灾害下架空输电线路运行风险评估体系,并采用改进层次分析法计算不同自然灾害的风险权重,保证评估结果的合理性。利用该方法完成了一例地区电网架空输电线路在多种自然灾害共同作用下的运行风险评估,验证了方法的可行性。该评估方法通用性更强,评估结果可为采取针对性灾害抵御措施、提高线路风险防范能力提供依据。     

山火条件下35kV输电线路故障信号特征试验研究

山火灾害有很大概率会引起线路跳闸从而导致停电事故,威胁电力系统安全稳定运行.为研究山火引发35 kV输电线路故障信号特征,搭建了山火条件下35 kV输电线路山火故障模拟试验平台,进行了山火故障模拟试验,分别测量并记录了火焰单相导线试验、火焰相间导线试验、烟雾单相导线试验、烟雾相间导线试验的试验波形和试验现象.研究表明,...     

山火条件下输电线路跳闸概率计算

近些年,因山火导致的线路跳闸事件时有发生,如何较为准确地预测山火导致的线路跳闸概率,就成为一个备受关注的问题之一。提出了基于改进元胞自动机山火蔓延模型的输电线路跳闸概率新方法。首先引入火焰温度、植被类型、火点距离和降雨量等因素,考虑这些因素对输电线跳闸的综合影响。然后采用改进元胞自动机对山火蔓延过程进行较为准确的预测,根据其蔓延发展情况而得到较为精确的山火导致输电线跳闸的概率变化趋势。方法对于电网的安全运行具有一定的指导作用。算例证明了方法的有效性。     

基于加权马氏距离型TOPSIS算法的10 kV配电网雷害风险评估

10 kV配电网架空线路绝缘水平较低,雷雨天气下雷击跳闸事故频发,由于大规模线路结构模型较为复杂等原因,基于雷击跳闸率等物理模型的风险评估方法在电网层面较难实现。同时,配电网缺少监测装置,人工记录的方式致使数据质量欠佳,严重影响模型计算的准确性。提出一种10 kV配电网雷害风险评估方法,基于线路运行、气象环境等多维数据,可在低质量数据条件下进行大规模配电网线路雷害风险评估。以线路所在地理网格为评估单元,从气象、线路走廊环境及线路本体特征参数3个维度提取10项配电网架空线路雷击跳闸风险指标,并量化风险指标以及雷击跳闸风险计算规则,使用加权马氏距离型TOPSIS算法构建10 kV配电网雷害风险评估体系,对风险进行分级。利用广州市10 kV配电网架空线路历史跳闸统计数据对风险评估结果进行验证,证明了评估方法的有效性。