高压输电线路覆冰与舞动状态分析方法研究与系统实现

摘要

我国地域辽阔，南北跨度比较大，历年来出现恶劣天气的次数相对也比较多，引发的输电线路事故如覆冰、舞动等危害也比较大，不仅对地区供电出现影响甚至出现大部分地区停电现象，而且由覆冰、舞动造成的线路扭断、杆塔倒塌、闪络等事故给国家造成了非常大的经济损失。尤其是2008年的雪灾，由于输电线路长时间受冰雪影响，引发的覆冰和舞动事故多达一百多起，导致我国电网出现大面积瘫痪状态，对相关地区的人民生活造成了相当大的影响，造成的直接经济损失达到五百多亿元。因此，对输电线路覆冰与舞动状态实施在线监测，并对其安全状态进行在线分析，为管理人员提供辅助决策支持，对预防灾难性的输电线路覆冰与舞动事故具有重要的理论和现实意义。
　　本文首先对输电线路覆冰状态的分析方法进行了研究，探讨了用于分析覆冰厚度的力学模型与模糊神经网络模型的构造过程、使用方法和可用性。在相同环境下分别使用两种分析方法计算了输电线路的覆冰厚度，通过对两种方法的计算结果与实际覆冰厚度的误差值的比较，得知力学模型的计算精度较模糊神经网络模型的计算精度稍高，应作为覆冰厚度计算优先考虑的算法；另外，对两种计算所需全部计算参数的获取难度做了对比，得出一般情况下，力学模型的全部计算参数较难获，而模糊神经网络模型的计算参数可通过在线监测数据库取得，因此，模糊神经网络模型应作为覆冰厚度分析的备选算法。
　　其次，对输电线路舞动状态的分析方法进行了探讨，在对三自由度模型分析方法和曲线拟合方法的优缺点进行了剖析的基础上，确定选用可实现性较强的基于曲线拟合的输电线路舞动轨迹的分析方法，并对该分析方法的构造原理和使用方法进行了深入研究。具体通过分析输电线路舞动过程中质点的运动轨迹，并利用加速度的方向变化对输电线路舞动轨迹出现的半波数进行判别，在二维平面内根据半波数的个数拟合舞动曲线，并采用误差加权平方的最小二乘法来拟合舞动轨迹，并通过拟合曲线的半波数个数和舞动幅值进行输电线路舞动状态预警。
　　论文在上述研究的成果上采用C＃和MATLAB混合编程的技术，实现了输电线路覆冰与舞动的在线监测与预警系统。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究状况与进展

1.3 本文所做工作

1.4 本文结构和组织

第2章 输电线路覆冰状态分析方法

2.1 输电线路覆冰厚度的力学模型分析与计算

2.2 基于模糊神经网络的覆冰厚度计算

2.3 力学模型与模糊神经网络的比较和仿真

2.4本章小结

第3章 输电线路舞动状态分析方法

3.1 输电线路舞动状态的基本分析方法

3.2 舞动半波数个数的判别和舞动轨迹拟合

3.3 基于曲线拟合的输电线路舞动轨迹仿真

3.4 本章小结

第4章 覆冰与舞动状态预警系统的实现

4.1 系统的运行架构

4.2基于B/S的系统界面实现

4.3 覆冰与舞动状态的预警实现

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献