湖南电网高压办理电线路冰冻灾害防治研究

摘要

国家电网公司计划到“十二五”末基本建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，进一步完善“西电东送”，“北电南送”的能源配置格局。随着电网建设的持续推进，尤其是特高压电网的相继建成投运，全国联网将会不断完善。与此同时，电网结构也将变得愈加复杂，各区域电网之间的联系也变的更加紧密。因此，电网能否安全稳定运行是电力系统不得不面对的问题，尤其是如何避免极端气象条件下的冰冻灾害对电力系统造成的严重破坏。论文全面分析了输电线路冰冻灾害的研究现状，提出了一套有效应对电力系统冰冻灾害的思路，为极端气象条件下电力系统的抗冰、保电工作提供了重要依据。
　　 论文提出了一种基于ELM的高压输电线路覆冰增长预测模型，详细介绍了ELM的基本原理及算法特点。利用ELM网络模型对湖南某地区冰灾期间的输电线路实际覆冰数据进行训练，得出相关网络参数。并选取湖南电网220kV输电线路中两种常见型号的导线作为研究对象，利用ELM模型对这两种型号导线的覆冰增长做出预测。通过与试验测定值比较验证ELM模型预测的准确性。
　　 论文详细分析了覆冰导线表面的热平衡过程，研究了一种以冰防冰的临界电流计算模型。利用模型计算了两种典型型号导线的防冰临界电流，并与试验测定的临界电流值进行了比较，结果表明本文建立的防冰临界电流模型是切实可行的。
　　 对覆冰线路进行及时有效地融冰可以大大缓解冰冻灾害给电力系统带来的严重破坏。传统的三相短路融冰及直流融冰法均需要停运覆线路，在一定程度上降低了供电可靠性。论文对负荷电流防融冰的可行性进行了分析。负荷电流融冰一般不需要线路停运，融冰时不会产生短路电流、操作简单等优点。将湖南电网高压输电线路按其功能线路分为线路3类。举例分析每一类线路是否满足负荷电流防（融）冰条件，并对满足防（融）冰要求的线路，紧接着分析调整运行方式后系统的稳定性。保证抗冰期系统的安全稳定运行。
　　 论文分别就高压输电线路覆冰增长、防冰临界电流及负荷电流融冰三方面开展研究，采用理论与试验相结合的方式阐述了理论模型的准确性。研究成果对于预防极端气象条件下输电线路冰冻灾害具有一定的参考价值，为运行人员根据实时冰情做出及时准确的决断提供了依据。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 冰冻灾害造成的电力系统灾害

1.3 输电线路覆冰产生的危害

1.4 高压输电线路覆冰增长研究现状

1.4.1 雾凇覆冰增长模型

1.4.2 雨凇覆冰增长模型

1.5 高压输电线路防冰临界电流研究现状

1.6 高压输电线路融冰方法应用现状

1.6.1 热力融冰法

1.6.2 机械除冰法

1.6.3 自然被动法

1.6.4 其他方法

1.7 本文工作

第二章 基于ELM的高压输电线路覆冰增长预测

2.1 湖南电网冰灾事故天气成因分析

2.2 湖南电网输电线路覆冰类型

2.3 基于ELM的覆冰增长预测

2.3.1 基于ELM的覆冰增长预测

2.3.2 ELM网络模型基本原理

2.3.3 样本数据的规范化

2.3.4 ELM算法流程

2.4 覆冰增长预测结果

2.4.1 样本数据选取

2.4.2 样本数据规范化

2.4.3 ELM网络训练

2.5 ELM覆冰增长预测结果与试验结果比较

2.6 小结

第三章 高压输电线路防冰临界电流预测

3.1 防冰临界电流模型

3.1.1 导线表面热平衡分析

3.1.2 防冰临界电流模型中热量计算

3.2 临界电流理论计算结果

3.2.1 湖南电网220kV电网基本情况

3.2.2 防冰临界电流仿真结果

3.3 防冰临界电流试验测定结果

3.3.1 导线防冰临界电流试验

3.3.2 试验结果

3.4 试验结果与临界电流理论计算值比较

3.5 小结

第四章 基于方式调整的高压输电线路负荷电流防融冰可行性分析

4.1 输电线路负荷电流放冰融冰基本条件

4.2 高压输电线路分类

4.3 高压输电线路负荷电流防冰可行性分析

4.3.1 电厂送出线路负荷电流防冰可行性分析

4.3.2 网络联络线负荷电流防冰可行性分析

4.3.3 馈供线路负荷电流防冰可行性分析

4.4 高压输电线路负荷电流融冰可行性分析

4.4.1 电厂送出线路负荷电流融冰可行性分析

4.4.2 网络联络线负荷电流融冰可行性分析

4.4.3 负荷馈供线路负荷电流融冰可行性分析

4.5 小结

第五章 全文总结及展望

5.1 本文主要研究成果

5.2 展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的论文目录

附录B 攻读硕士学位期间参加的相关课题

附录C