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1、智能电网在线监测与故障诊断智能电网在线监测与故障诊断2 / 38 2001 2001年开始研发年开始研发输电线路在线监测与诊断系统。输电线路在线监测与诊断系统。本项目本项目涵盖的监测诊断内容：涵盖的监测诊断内容：1 1）导线、绝缘子、）导线、绝缘子、MOA MOA 、杆塔等设备自身故障；、杆塔等设备自身故障；2 2）自然灾害对输电设备造成的破坏（暴雪、台风、泥石流、雷击等）；）自然灾害对输电设备造成的破坏（暴雪、台风、泥石流、雷击等）；3 3）人为因素对输电设备的破坏等。）人为因素对输电设备的破坏等。项目简介项目简介本项目解决了本项目解决了2 2个问题：个问题：n确保了输电线路运行可靠性，成为
2、确保了输电线路运行可靠性，成为防止电网大面积停电事故第防止电网大面积停电事故第一道防御系统一道防御系统的有力手段。的有力手段。n推进了我国推进了我国智能电网智能电网建设进程，成为智能电网重要组成部分。建设进程，成为智能电网重要组成部分。 3 / 38GPRS/CDMA/GSM二、项目概况（二、项目概况（1 1） 自自20012001年年起研发成功系列在线监测与故障诊断系统，并产业化，起研发成功系列在线监测与故障诊断系统，并产业化，包括：包括： 1 1）输电线路覆冰监测与预测模型输电线路覆冰监测与预测模型 ； 2 2）输电线路导线测温及动态增容系统输电线路导线测温及动态增容系统 ； 3 3）输电
3、线路导线舞动监测与诊断算法输电线路导线舞动监测与诊断算法 ； 4 4）输电线路导线风偏角监测与计算输电线路导线风偏角监测与计算 ； 5 5）输电线路导线微风振动监测与诊断算法输电线路导线微风振动监测与诊断算法 ； 6 6）输电线路绝缘子污秽状况监测与诊断算法输电线路绝缘子污秽状况监测与诊断算法 ； 7 7）输电线路输电线路MOAMOA监测与诊断算法监测与诊断算法 ； 8 8）输电线路杆塔倾斜监测与计算输电线路杆塔倾斜监测与计算 ； 9 9）输电线路微气象监测及微气象对线路运行的影响机理输电线路微气象监测及微气象对线路运行的影响机理 ； 1010）输电线路防盗监控及报警策略输电线路防盗监控及报警
4、策略 ； 1111）输电线路图像输电线路图像/ /视频监控及差异性分析视频监控及差异性分析 ; ; 1212）输电线路运行工况智能化故障诊断专家系统输电线路运行工况智能化故障诊断专家系统 。 4 / 385 / 38监控中心查询终端图像、力、倾斜角度、风偏角度、温度、湿度、风速、风向等GPRS/CDMA/GSM监测装置监测装置监测装置监测装置项目概况（项目概况（1）（1 1）输电线路覆冰在线监测系统与相关模型研究输电线路覆冰在线监测系统与相关模型研究6 / 387 / 38 实时监测各杆塔上的覆冰和导线舞动情况，并通过对分实时监测各杆塔上的覆冰和导线舞动情况，并通过对分机的点测巡测的实时数据进
5、行分析判断，利用各种模型计机的点测巡测的实时数据进行分析判断，利用各种模型计算、判断该监测点的覆冰状况，根据用户需求和覆冰生长算、判断该监测点的覆冰状况，根据用户需求和覆冰生长机理给出预报警；机理给出预报警； 报警信息有界面报警和短消息模式发给当前管理员和相报警信息有界面报警和短消息模式发给当前管理员和相关领导；关领导； 专家软件集中管理覆冰导线重量变化以及环境参数，提专家软件集中管理覆冰导线重量变化以及环境参数，提供单独和全面的查询、分析和图表等，建立完善覆冰信息供单独和全面的查询、分析和图表等，建立完善覆冰信息数据库，为理论模型的修正和准确计算提供一种手段；数据库，为理论模型的修正和准确计
6、算提供一种手段； 部分开放计算模型，允许用户将运行经验导入计算模型，部分开放计算模型，允许用户将运行经验导入计算模型，使载荷、覆冰计算更加准确，报警更加可靠；使载荷、覆冰计算更加准确，报警更加可靠；8 / 38覆冰雪在线监测系统成功监测案例（覆冰雪在线监测系统成功监测案例（1 1）人工除冰，冰人工除冰，冰灾成功避免灾成功避免监测系统报警监测系统报警9 / 382007年1月安装在武汉超高压公司的监测系统成功监测线路冰雪发展过程覆冰雪在线监测系统成功监测案例（覆冰雪在线监测系统成功监测案例（2 2）10 / 382008-2-27 9:38:00 2008-2-26 14:39:00 2008-
7、2-26 9:39:00 2008-2-25 14:35:00 四川省电力公司西昌电业局的覆冰定性在线监测系统 覆冰雪在线监测系统成功监测案例（覆冰雪在线监测系统成功监测案例（3 3）11 / 38覆冰预测模型研究贵州电网110kV滥二线2008-12-14至2009-01-28的覆冰监测数据为分析对象12 / 38表1 模糊规则表ET（环境温度）EH（环境湿度）EW（环境风速）CT（导线温度）IT（覆冰厚度）ONBOONBNSPBNSNSPSNSPBOOONSPBNSONSNSPBNBNSPBNSPBOOPS图6 各样本点实际覆冰与预测覆冰数据的对比13 / 38办公环境20052005年年
8、3 3月月，国家电网公司在北京特别召开提高电网输送能力，国家电网公司在北京特别召开提高电网输送能力工作会议，会议指出工作会议，会议指出“在加快特高压骨干电网建设的同时，需在加快特高压骨干电网建设的同时，需积极提高现有电网输送能力积极提高现有电网输送能力”。如何安全提高现有输电线路单位走廊的输送容量如何安全提高现有输电线路单位走廊的输送容量?20092009年年国家电网提出建造国家电网提出建造“智能电网智能电网(Smart Grid(Smart Grid) )”，动态增，动态增容系统作为前端仪表、输送容量调度中心的最重要组成单元，容系统作为前端仪表、输送容量调度中心的最重要组成单元，进一步确定了
9、这一研究的必要性。进一步确定了这一研究的必要性。 静态提温增容技术静态提温增容技术实时动态增容技术实时动态增容技术项目概况项目概况项目概况项目概况-（2 2）输电线路测温及动态增容系统）输电线路测温及动态增容系统）输电线路测温及动态增容系统）输电线路测温及动态增容系统14 / 38设备或断面名称设备或断面名称越限次数越限次数累计时间（分累计时间（分钟）钟）徐州地区赵桃徐州地区赵桃2617/2618线线453168571.40淮安地区淮涟淮安地区淮涟2637线线20328664.24泰州地区靖园泰州地区靖园2H36线线1495537.40南通地区通秀南通地区通秀2662/2665/2666线线1
10、4713026.33无锡地区梁锡无锡地区梁锡4553线线1263231.65苏州地区浏前苏州地区浏前2K18/2K19线线1124439.76华东区域电网越限次数统计15 / 38温度、湿温度、湿度、日照度、日照强度、雨强度、雨量、风速、量、风速、风向等）风向等）后台单元后台单元 现场单元现场单元16 / 38系统功能：系统功能：p实时监测导线温度及环境温度、湿度、风速、日照等；实时监测导线温度及环境温度、湿度、风速、日照等；p诊断中心以曲线、报表等方式反映各接点温度变化情况；诊断中心以曲线、报表等方式反映各接点温度变化情况；p按照动态增容理论计算当前线路可允许的最大载流量；按照动态增容理论计
11、算当前线路可允许的最大载流量；p为电网运行提供微气候参考；为电网运行提供微气候参考；p具有智能报警功能。具有智能报警功能。17 / 38u 输电线路载流量简化计算模型输电线路载流量简化计算模型 840/848930/9361010/101590750/748855/850950/93980630/627760/750865/85370470/467640/628775/75360403020环境温度（）导线温度()模型验证结果模型验证结果动态增容模型研究动态增容模型研究18 / 38图 模型预测实时载流量与SCADA实际电流比较 19 / 38表表2 2 专家软件计算的载流量与专家软件计算的载
12、流量与SCADASCADA数据对比（数据对比（A A） 时间环境温度()风速(m/s)日照(w/m2)导线温度()预测实时载流量（A）SCADA实际电流（A）误差2009-5-7 00:39160.45.7627503.2521.523%2009-5-7 01:191415.7620460.8482.264.5%2009-5-7 01:59140.55.8825477.2484.61.5%2009-5-7 02:39130.95.8818531.2549.063.3%2009-5-7 03:191315.8820539.5536.161%2009-5-7 03:59120.55.8820471
13、.3492.224.3%2009-5-7 04:39110.45.8817338.8339.870.3%2009-5-7 05:19110.85.8814377.5386.752.3%2009-5-7 05:59121.210.1116439.5430.112.1%2009-5-7 06:39120.899.2920439.4448.862.0%2009-5-7 07:19141.1212.3523432.8413.74.6%2009-5-7 07:59161.3370.4724218.4209.794.3%2009-5-7 08:39181.3507.8926237.7223.271.8%2
14、009-5-7 10:39271860.4932410389.685.4%2009-5-7 11:19291.7983.932380400.815%20 / 38u输电线路跃迁时的温度变化模型和弧垂变化模型输电线路跃迁时的温度变化模型和弧垂变化模型 21 / 38u 输电线路隐性容量计算模型输电线路隐性容量计算模型 日日 期期实际输送容量实际输送容量允许输送容允许输送容量量隐性输送容隐性输送容量量提高输送容量提高输送容量百分比百分比2006-10-526146120076.62006-10-622940717877.72006-10-741666324759.42006-10-84896561
15、6734.12006-10-936156520456.52006-10-1039358319048.32006-10-1139963623759.42006-10-1226146120076.62006-10-1327749621979.12006-10-1424544720282.42006-10-1532159827786.322 / 38运行实例分析运行实例分析 p该系统自该系统自2009年在江苏省电科院安装运行，系统运行稳定，载流年在江苏省电科院安装运行，系统运行稳定，载流量计算模型经过修正和改善，初步达到指导线路运行的目的。量计算模型经过修正和改善，初步达到指导线路运行的目的。（a
16、a）导线温度监测数据）导线温度监测数据 23 / 38（a a）导线温度监测数据）导线温度监测数据（b b）环境温度变化曲线图）环境温度变化曲线图（c c）环境湿度变化曲线图）环境湿度变化曲线图 （d d）环境风速变化图）环境风速变化图（e）环环境日照境日照强强度度变变化化图图24 / 38 根据上述监测数据和载流量计算出当前线路运行的载流量，并根据上述监测数据和载流量计算出当前线路运行的载流量，并将模型计算结果与将模型计算结果与SCADASCADA数据对比分析，分析发现两者之间的误数据对比分析，分析发现两者之间的误差小于差小于5%5%。 a.a.载流量模型计算值与载流量模型计算值与SCADASCADA系统数值对比系统数值对比25 / 38项目概况项目概况（3 3）输电线路导线舞动监测与诊断算法）输电线路导线舞动监测与诊断算法 实现了导线舞动的在线监测。研制了基于位移传感器、加速度传感器的输电导线舞动在线监测技术，可实现对导线舞动特征参数包括舞动的半波数、舞动频率、舞动幅值、舞动时的导线张力等信息的监测。 创新点：舞动加速度传感器设计、导线舞动机理以及舞动轨迹还原算法等。 授权实用新型
