電網(wǎng)運(yùn)檢信息化建設(shè)研究

摘要：在電網(wǎng)中，有大量的輸變電設(shè)備都暴露在室外環(huán)境中，故對輸變電設(shè)備的運(yùn)檢修作業(yè)是電網(wǎng)工作中的重中之重。在氣候變化的大背景下，輸變電設(shè)備正經(jīng)受著越來越嚴(yán)峻的氣象災(zāi)害。因此，氣象災(zāi)害預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)防控相關(guān)理論及技術(shù)已成為電力系統(tǒng)輸電設(shè)備運(yùn)檢作業(yè)的重要技術(shù)。本文首先基于覆冰機(jī)理和覆冰模型，建立了一種覆冰預(yù)警模型，并使用案例進(jìn)行了驗(yàn)證。然后對污閃程度進(jìn)行量化分析，建立了可視化的污閃預(yù)警模型，并結(jié)合華東污閃案例，對模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證分析。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)運(yùn)檢;信息化;建設(shè)

一、覆冰防護(hù)

（一）模型的建立

不同地區(qū)的氣候特征、地形環(huán)境不同，覆冰類型有較大差異。不同類型的覆冰，其增長速率不同，結(jié)合力也不同，影響線路結(jié)冰的增長的主要原因也不一樣。因此，要掌握覆冰機(jī)理首先要了解覆冰的分類方法，才能針對不同種類的覆冰類型，深入研究其覆冰機(jī)理。劃分覆冰有很多種，一般是按照物理特性進(jìn)行劃分。我國采用的是《DL/T5158-2012電力工程氣象勘測技術(shù)規(guī)程》，其中將覆冰劃分為四個(gè)類型：雨凇、霧凇、混合淞和濕雪。對于覆冰增長模型，相關(guān)資料中針對不同覆冰類型推薦了不同的覆冰增長模型，例如針對雨凇采用了C haine和Skeates的模型，針對霜淞采用了Makkonen模型，針對濕雪采用了S akamoto模型，各個(gè)模型只能代表其中的一種覆冰類型，如果用這些公式去描述同一種導(dǎo)線結(jié)冰情況，預(yù)測結(jié)果會(huì)有比較大的差異，所以本文模型的重點(diǎn)就是實(shí)時(shí)判斷覆冰類型，根據(jù)覆冰類型切換不同覆冰增長模型，使預(yù)測覆冰增長更加準(zhǔn)確。

（二）線路覆冰類型的分析

為了對本模型進(jìn)行驗(yàn)證，本文特取2008年湖南冰災(zāi)數(shù)據(jù)，表l為某市2008年1月的氣象數(shù)據(jù)。長沙當(dāng)時(shí)線路覆冰嚴(yán)重，本文選取了1月份不斷積雪的后半個(gè)月數(shù)據(jù)。

為了分析某市2008年1月份的線路覆冰情況，基于Chaine模型、Makkonen模型及Sakamoto模型，針對表1中的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析覆冰類型。即，根據(jù)每天氣溫的增長趨勢，計(jì)算分析該天氣下的覆冰類型，并得出2008年1月長沙市的覆冰類型分布圖，雖然大多數(shù)的天氣為霜凇天氣，但有Sd為雨凇天氣，所以用單一的霜凇模型去預(yù)測并不準(zhǔn)確，而本文將同時(shí)使用霜凇和雨凇兩種模型預(yù)測線路覆冰情況。

使用兩種模型的預(yù)測增長曲線更貼近實(shí)際覆冰增長曲線，第7d到第10d是兩條曲線開始相差越來越大。因?yàn)檫@4d都是雨凇天氣，雨凇附著力強(qiáng)，內(nèi)聚力大，覆冰厚度增加速率快。如果只是用Makkonen模型去預(yù)測，預(yù)測結(jié)果會(huì)比實(shí)際覆冰厚度小很多，但此時(shí)用Chaine模型就能很好的預(yù)測這幾天覆冰厚度的增長。故本文提出的模型比單一模型準(zhǔn)確性高。在本次案例中，線路出現(xiàn)了雨凇覆冰，雨凇是一個(gè)濕增長的過程，而且雨凇的粘附能力十分強(qiáng)，通常輸電線路上的雨凇是很難自己脫落，需要借助外力進(jìn)行脫落。在有風(fēng)的情況下，導(dǎo)線會(huì)有一定程度上的晃動(dòng)，重量變大的導(dǎo)線會(huì)使桿塔承受更大的張力，造成了絕緣子等其他金具的損壞，使設(shè)備的絕緣性能降低，可能會(huì)發(fā)生閃絡(luò)等事故，影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，對覆冰厚度的準(zhǔn)確預(yù)測是十分重要的。

二、污閃防護(hù)

污閃現(xiàn)象在華東地區(qū)頻頻發(fā)生。在每年入冬初春時(shí)期，華東各省市少雨多霧，這時(shí)，設(shè)備外絕緣表面的積污速率和積污量大大增加，使得絕緣子表面鹽密達(dá)到年度周期的最大值。在此情況下，如果出現(xiàn)連續(xù)大霧天氣，將容易發(fā)生外絕緣閃絡(luò)，嚴(yán)重威脅架空線路的安全。故建立一個(gè)污閃預(yù)警模型是很有意義的，本文以有效積污天數(shù)為指標(biāo)，建立了污閃風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，并通過案例進(jìn)行了驗(yàn)證。

（一）污閃風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型

目前對于污閃的預(yù)警并沒有系統(tǒng)的理論，本文經(jīng)過研究對比發(fā)現(xiàn)，計(jì)算有效積污天數(shù)作為污閃的指標(biāo)，用以判斷污閃風(fēng)險(xiǎn)，是貼切可行的。有效積污（干）日數(shù)是根據(jù)干旱季節(jié)期間出現(xiàn)的降雨量對絕緣子表面附鹽密度清洗效果來確定天數(shù)。在雨天，絕緣子外層的上輪廓面比下輪廓面清洗效果更加明顯，而在持續(xù)干燥日，其污穢堆積速率也比下輪廓面高得多。因此，本文重點(diǎn)研究上輪廓面積污變化。

（二）污閃模型驗(yàn)證

污閃的發(fā)生不僅關(guān)系絕緣子表面積污程度，還與當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件，以及線路的電壓，所以不同地區(qū)有效積污天數(shù)的承受能力是不一樣的。因此，綜合考慮華東四省一市地區(qū)的幾個(gè)氣象要素與輸電線路污閃現(xiàn)象關(guān)系，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)研究驗(yàn)結(jié)果以及污閃發(fā)生實(shí)例，提出了發(fā)生污閃可能性的綜合氣象條件有效積污（干）日數(shù)指標(biāo)為60dⅢ。

三、結(jié)論

簡而言之，對于覆冰預(yù)警模型而言，最關(guān)鍵的是對覆冰增長的預(yù)測，而本文結(jié)合實(shí)例證明了，實(shí)時(shí)使用多模型預(yù)測比單一模型預(yù)測更準(zhǔn)確。另外，對于污閃預(yù)警模型而言，提出的有效積污天數(shù)模型能對污閃危險(xiǎn)程度進(jìn)行量化評價(jià)，并且通過該模型成功預(yù)測了2011年初華東電網(wǎng)污閃事故，證實(shí)了該模型的準(zhǔn)確性。本文中提出的基于ArcGIS計(jì)算的污閃預(yù)警圖，可用于輸電線路運(yùn)檢業(yè)務(wù)方面的數(shù)字化設(shè)計(jì)中，可實(shí)現(xiàn)線路運(yùn)檢業(yè)務(wù)的可視化管理，并為今后在線路運(yùn)檢業(yè)務(wù)上應(yīng)用輸變電工程數(shù)字化設(shè)計(jì)成果提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李澤椿，畢寶貴，金榮花，等.近10年中國現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)的發(fā)展與應(yīng)用[J]氣象學(xué)報(bào)，2018， 72（06）： 1069-1078

作者簡介：張捷（1990-），男，重慶榮昌人。