輸電線路主要環(huán)境災害防御關(guān)鍵技術(shù)研究與應用

針對云南電網(wǎng)輸電線路環(huán)境災害防御方面存在的問題，本項目針對云南省區(qū)域內(nèi)冰凍災害的特點、雷電災害特點及對電網(wǎng)影響的特性開展研究。通過對輸電線路所在區(qū)域覆冰氣象因素的分析，利用線性回歸方法建立基于氣象的輸電線路覆冰預警方程，在氣象凝凍趨勢預報的基礎上，為輸電線路覆冰提供了一種中尺度的基于氣象的覆冰預警方法，根據(jù)預報結(jié)果，運行維護人員可提前進行輸電線路的防冰抗冰工作準備，最大限度降低輸電線路覆冰帶來的危害。為了解決冰凍信息與電網(wǎng)信息之間存在的信息孤島，冰凍信息不容易使用、使用效率低等問題，可根據(jù)電網(wǎng)運行、觀測、氣象、覆冰監(jiān)測數(shù)據(jù)及設計經(jīng)驗，以及區(qū)域覆冰模型，開展云南省冰區(qū)分布圖繪制的研究，使得冰凍信息與輸電線路信息得到較好的融合，為區(qū)域電網(wǎng)融冰規(guī)劃、線路覆冰設計及大修技改提供技術(shù)支持。在雷電災害方面，研究高原雷電活動海拔分布及雷電幅值概率分布規(guī)律，通過規(guī)律分析為雷電計算提供準確的數(shù)據(jù)及模型。開展典型輸電線路雷擊特性分析，發(fā)現(xiàn)高原輸電線路防雷計算及雷擊判斷存在的問題，通過分析研究提出解決問題的方法。由于輸電線路防雷要考慮線路自身耐雷及雷電兩方面的因素，根據(jù)歷史雷電數(shù)據(jù)及輸電線路雷擊跳閘特性，開展雷害分布圖的繪制研究，通過雷害分布圖的繪制，為基于電壓與區(qū)域特點的防雷措施制訂提供可能。本項目主要成果有：

(1)提出云南110 kV和220 kV電網(wǎng)繞擊雷害分布圖、反擊雷害分布圖繪制方法，基于已有數(shù)據(jù)繪制出云南110 kV、220 kV電網(wǎng)繞擊雷害分布圖、反擊雷害分布圖。

(2)繪制完成云南省離地10 m高重現(xiàn)期30年、50年、100年一遇冰區(qū)分布圖及云南省覆冰嚴重區(qū)和局部微地形微氣象區(qū)域詳圖。

(3)根據(jù)冰區(qū)分布圖研究基于冰區(qū)分布不同的輸變電設備運維策略，指導現(xiàn)有電網(wǎng)設備的運行、維護、調(diào)度，實現(xiàn)設備運行維護資源的優(yōu)化配置，提高現(xiàn)行運維效率。

(4)根據(jù)冰區(qū)分布圖研究不同冰區(qū)電網(wǎng)設備防冰工作方案，指導電網(wǎng)建設規(guī)劃和設計，提高設備運行安全可靠性。

本項目授權(quán)國家發(fā)明專利4項、實審1項、受理3項，受理軟件著作權(quán)1項，發(fā)表論文15篇。

主要創(chuàng)新點如下：

(1)利用線性回歸方法建立了覆冰預警方程，并根據(jù)電網(wǎng)運行狀態(tài)、氣象條件及覆冰監(jiān)測數(shù)據(jù)等，建立了云南省區(qū)域覆冰模型并繪制了冰區(qū)分布圖，實現(xiàn)了一種基于氣象參數(shù)的輸電線路覆冰預警方法。

(2)基于地理信息，提出了一種平面幾何相交原理的輸電線路防雷保護角計算方法，實現(xiàn)了輸電線路耐雷水平的精細計算。

(3)利用現(xiàn)有的二維雷電地閃點分布圖和海拔高程地圖，基于統(tǒng)一坐標，通過柵格轉(zhuǎn)換、投影疊置分析和數(shù)據(jù)傳遞，構(gòu)建了三維雷電地閃點分布圖的繪制方法。

(4)利用電網(wǎng)與環(huán)境災害、地理的信息融合技術(shù)，基于覆冰分布圖和雷害分布圖，提出了一種任意兩點坐標計算機方向?qū)ぶ返妮旊娋€路路徑優(yōu)化方法。

項目研究成果在電網(wǎng)的設計和運維階段得到了應用，優(yōu)化了輸電線路走廊設計，為電網(wǎng)的事故預案編制提供了技術(shù)支撐，進一步提升了電網(wǎng)的安全可靠性。整體達到國際先進水平，在高海拔三維雷電地閃點分布方面達到國際領(lǐng)先水平。