冰风暴灾害下电力断线倒塔的概率计算

提出了基于广义帕累托分布(GPD)和Copula函数的冰风暴灾害下电力断线倒塔的概率计算方法.该方法基于冰风暴灾害下风速和冻雨量的GPD,提出了电力线和铁塔的冰荷载和风荷载的概率计算模型;然后考虑冰荷载与风荷载之间存在的概率相关性,基于Copula函数,提出了电力线和铁塔冰荷载、风荷载的联合概率分布计算模型;在此基础上...     

考虑风速风向联合分布的大风灾害下电力断线倒塔概率预测

针对实际线路风速与风向数据很难获取、现有大风灾害下断线倒塔概率预测误差偏高的不足,提出了考虑风速风向相关性的电力断线倒塔概率预测模型。该模型采用风速概率密度函数和风向频度的乘积表示联合概率密度函数,计算输电线路高度各风向的有效最优概率分布类型及参数。利用输电线路风荷载模型和铁塔风荷载模型计算得到各个方向下线路和铁塔能承受的最大风速。对数值天气预报数据进行处理,采用高度修正和插值映射后的预报风速数据作为输入参数,实现线路气象数据不足时风灾下电力断线倒塔的概率高精度预测。     

风暴灾害下电力断线倒塔概率预测

提出了基于极端学习机(Extreme Learning Machine,ELM)和广义极值(Generalized Extreme Value,GEV)分布的风暴灾害下输电线路断线概率预测模型。该模型首先针对极端风速,通过ELM网络的训练学习,预测出实时变化的风速;随后从概率的角度考虑实时变化的电力线风荷载极值,提出电力线风荷载的实时广义极值分布;从而实现风暴灾害下输电线路的实时断线概率预测。结合输电线路的历史数据展开算例分析,验证了该预测方法的有效性和准确性。     

强台风环境下配电线路故障概率评估方法

针对强台风环境下配电线路故障问题,提出了一种台风到来前配电线路故障概率评估方法。首先,根据历史灾害损失数据拟合强台风环境下的杆塔故障概率曲线;其次,利用流体力学软件对配电网所在区域进行风荷载仿真计算;最后,在真实台风环境下根据台风实时气象信息计算配电网所在区域的风荷载,并计算配电线路整体故障概率。算例验证了强台风环境下该方法对配电网线路故障概率评估的合理性和实用性,该方法可为中国东南沿海配电网台风期间应急预警及防灾减灾工作提供借鉴参考。     

基于脉动风影响的输电线路舞动分析

为研究脉动风影响下的输电线舞动特性,运用谐波合成法分析得到平均风谱与脉动风谱来模拟大气自然风,并根据导线风攻角及几何特性确定覆冰导线风荷载分布情况。本文采用有限元分析软件建立2b2-ZMK-72型铁塔"两塔三线"模型,施加脉动风作用下的风荷载,并计算分析导线舞动情况。结果表明,该塔线体系中,导线发生舞动时,破坏主要以疲劳破坏为主,舞动频率达到0.35Hz和0.753Hz时对导线破坏最大。     

山火灾害对电网故障率的时空影响

根据山火造成电力设备故障的途径和机理,建立输电线在山火灾害下的故障率修正模型,提出按电网故障率的时空分布预警防御算法。将山火信息与地理环境及气象信息相结合,预测山火的蔓延行为;动态评估线路闪络概率,预报输电线故障率的时空分布。使风险越大的潜在故障得到越高的关注度,提高电网停电防御系统对山火灾害的预警能力。     

计及老化效应的架空输电线覆冰停运概率模型

文章引入Stress-Strength理论对线路覆冰停运风险进行建模,对比分析了不同的分布形式对覆冰开断概率的影响,并引入了线路疲劳受损系数用于区别不同老化程度的线路抵御冰风灾害的能力。通过算例分析表明,在测量误差较大、老化现象明显时,输电线抵御冰雪灾害的能力将急剧下降,在线路覆冰安全裕度较小的情况下,韦布尔分布具有更好的预测效果。     

采空区输电线铁塔承载力分析建模及性能评估

随着电网的智能化发展,对输电铁塔不同工况下的承载力性能要求越来越高,煤矿采空区输电线路铁塔基础变形后及扶正过程中的要求更不能忽视。建立了采空区输电线铁塔的ANSYS有限元模型,设计了不同组合荷载工况承载力性能评估的方法,对基础变形后及扶正过程中铁塔的承载力性能进行了分析评估。基于500 k V徐辽线53号变形铁塔说明了该方法,对53号塔基础沉降、大板基础倾斜及设置拉线后3种情况进行了承载力性能分析评估,涉及到不同风速、风向的风力荷载及覆冰荷载的多种组合工况。结果表明:该性能评估方法在采空区输电线铁塔主材应力超限、主材轴力变化及沉降量临界值的评估方面有一定优势,这对采空区输电线路铁塔的承载力及稳定性设计有一定参考价值。     

我国输电线路铁塔结构设计可靠度研究

在已收集到的国内冰、风荷载统计资料的基础上,建立了冰、风荷载的概率统计模型;采用一次二阶矩法,对我国输电线路铁塔结构设计的可靠度进行了计算分析。结果表明,我国铁塔结构构件的设计可靠度水平基本能够达到目标可靠度指标的要求。研究成果可为研究我国输电线路元件的安全设置水平提供参考依据,为进一步深入研究元件的强度匹配关系奠定了基础。     

输电铁塔等效缩尺模型风洞倒塌试验研究

输电铁塔作为典型的风敏感高耸结构,在强台风等极端天气中面临着结构失稳甚至倒塌的风险。为研究铁塔的风致响应及倒塌机理,本文开展了输电铁塔等效缩尺模型的风洞试验。通过研究模型在横向风荷载作用下发生局部杆件形变直至倒塌的整个破坏进程,分析了模型局部结构力学响应特性以及底部主材轴向受力分布情况,得到了风荷载作用下输电铁塔的结构薄弱点和主材轴向受力变化规律,并利用有限元仿真软件进行对比计算分析。结果表明,在横向风荷载作用下输电铁塔主材容易受到不均匀的轴向压力,增加了金属疲劳的概率,严重时会导致铁塔倒塌;输电铁塔塔身中下部主材在单向风荷载的作用下将会出现极大应变,对部分主材杆件进行补强加固能够有效增强铁塔抗风能力。     

基于随机风场概率加权的台风灾害下输电线路损毁预警

为解决台风灾害下输电线路损毁预测精度和数据利用率低的问题,建立了基于随机风场概率加权的输电线路损毁概率预测混合模型。该模型综合考虑了气象、微地形、杆塔运行和实时损毁等空间多源异构信息的融合。首先,使用极值Ⅰ型概率分布进行阵风的风值模拟,通过柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫假设检验证明了其具有较高的精度;其次,利用蒙特卡洛法实现了随机风场的概率生成;最后,利用随机森林法预测每个风场下的线路损毁概率,实现了基于随机风场概率加权的输电线路损毁概率预测,该预测结果可为电力部门提供有效的预警决策支持。以台风"山竹"为实例,验证了所提基于随机风场概率加权的输电线路损毁概率预测混合模型的科学性及有效性。     

考虑融冰因素的输电线路覆冰故障概率计算

根据导线覆冰表面热平衡方程分析内外部融冰因素对导线冰载荷的影响,计及地形对冰载荷的影响以及覆冰引起导线等效半径增大对风载荷的影响,通过气象实测的降雨量、风速、风向、温度等信息以及电网运行信息、当前监测覆冰厚度等信息建立输电线覆冰厚度增长预测模型。从输电线路覆冰过载机理出发,构建覆冰故障概率计算框架,从力学角度分析覆冰厚度及风速对输电线路的共同作用,采用反映金属承载极限特性的指数模型计算输电线路故障概率。以实际线路为例验证了该模型计算得到的线路覆冰故障概率变化趋势与实际故障情况相符,能够充分验证覆冰故障率与实际天气的相关性。     

灾害全过程配电网弹性评估方法及提升策略

针对极端灾害下配电网的故障特点,提出一种考虑其全过程的配电网弹性评估方法以及针对各阶段的弹性提升策略。首先,提出事故抵御方案、故障抢修与网络重构的故障恢复方案,建立灾害全过程配电网弹性提升策略框架。其次,为能够准确评估灾害全过程中配电网的供电能力,提出考虑时变性的3个弹性评估指标。再次,在事故抵御和故障恢复阶段的弹性提升策略中建立考虑风储及负荷的时变模型,并采用二阶锥松弛技术对所建模型进行转换求解。最后,在改进的PG&E 69节点配电网系统算例中验证了所提方法的有效性。     

计及台风灾害全过程模拟的配电网差异化加固规划韧性提升方法

台风会对配电网系统造成严重影响,制定架空线路的防风加固规划方案至关重要。为提高配电网抵御自然灾害的韧性,提出一种计及台风灾害全过程模拟的配电网差异化加固规划韧性提升方法,通过模拟台风登陆至消亡时刻全过程实时风况信息,对各线路实施差异化加固。首先,利用狄利克雷过程混合模型(dirichlet process mixture model, DPMM)聚类算法提取典型台风登陆场景,结合风暴轨迹模型和Batts风场模型模拟实时台风移动路径和台风风场,计算配电网线路实时故障概率。然后,结合台风场景模拟结果和不同设计风速标准下的差异化的架空线路故障率,建立以多等级线路加固年投资成本、台风过境过程中失负荷成本、停电损失和维修成本最小为目标的双层随机规划模型,并利用Benders分解算法进行求解。最后,以改进IEEE33节点系统为例,对所提方法有效性进行了验证。     

输电线路不平衡和断线张力计算与分析

2008年1月,我国南方地区遭遇大范围雨雪冰冻灾害天气,电网严重受损,电力供应中断,极大地干扰了经济社会发展和人民生活的正常秩序。文中通过对线路在遭遇极端天气情况时输电线路杆塔的断线、不平衡张力的求解,来指导输电线路杆塔设计,以提高杆塔抗冰雪能力,保证电网运行的安全。     

基于FCE和SVM融合的线路典型冰风灾害算法分析

目前,国内外对于线路覆冰和风耦合作用的灾害分析较少,因此,提出了一种基于模糊综合评价法（fuzzy comprehensive evaluation, FCE）和支持向量机（support vector machine,SVM）融合的线路典型冰风灾害分析算法。通过分析典型冰风灾害影响因子及类型,借助模糊综合评价法提取了关键的灾害影响指标,并对风速和风向关键指标进行修正。在提取的温度、相对湿度、风速、风向和地貌5类致灾相关程度高指标的基础上,提出了采用径向基RBF核函数的非线性SVM小样本灾害分析模型。通过历史的冰风故障和非冰风故障数据建立训练样本和测试样本,仿真结果表明,建立的模糊综合评价和支持向量机融合的冰风灾害模型可有效分析判断冰风灾害发生的概率,实现了对冰风灾害小样本数据的可靠分析。