风偏

强对流天气下输电线路易发生雷击、风偏、雨闪等故障，威胁电网安全运行。为了克服现有短临预报尚不能完全满足输电线路风险预警对精细化气象预报的需求问题，文中利用气象雷达拼图、风速和降雨量同化数据以及电网雷电定位数据，构建了基于深度学习的强对流风雨雷短临预报模型，用于开展输电线路风险预警。首先，将气象雷达拼图及其时序外推数据作为输入，将同化后的风速、降雨和落雷密度、雷电流强度作为输出，构建基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络的强对流气象要素预报模型。然后，结合模型输出的风雨雷预报结果，评估输电走廊网格内风偏、雷击和断线倒塔故障风险大小，综合计算输电线路的故障概率，进行风险预警。最后，展示了所提模型对2023年9月某省的强对流天气过程进行成功预警的案例，表明了所提方法能够提高强对流天气下输电线路风险预警能力。

浙江是我国重要沿海省份，为减少台风灾害引起的损失，对电力系统的风险区域划分尤为重要。首先从登陆点分布、路径特征、时间特征、风速特征及降水特征等方面，利用历史数据总结分析浙江沿海地区台风气象特征。其次，对浙江电力系统进行台风灾害特征分析，得到输电系统故障点分布、变电系统与台风登陆点距离关系、配电系统停电用户占比分布等。最后，采用浙江台风气象及电力系统历史数据绘制台风灾害风险区域图，特别是对倒塔高风险区、风偏高风险区及地质灾害高风险区进行了详细划分。分析结果可为各级电网应对台风灾害的风险评估与处置提供支持。

本项日通过对输电线路风偏过程动态响应特征研究，提出了运用绝缘拉索实现风偏途中限位、阻止线路发生风偏闪络的防治措施，研发了防风偏绝缘拉索，并建立了相应安装方法。 项目提出的防风偏绝缘拉索，在河南、山东、新疆等地区得到大量运用。截止目前，已完成在500kv塔仓、菊庄、邵周1以及阳东1、m回等多条线路上的应用，共计安装24765套，涉及12383基杆塔；首批安装的已运行3年，经受了多次强对流以及雷暴风天气的考验，未发生任何风偏闪络跳闸事故；利用该项发明进行技术改造的山东500kV聊长II线被国网公司评为防风偏改造标杆线路。该技术被作为防风偏主要技术措施，写入《输电线路典型故障案例》一书。

微地形大风区对输电线路安全运行造成很大影响。通过对输电线路由于风偏跳闸倒塔事故案例的分析，建立了地形与大风关系的统计模型。模拟输电线路新建和在运线路经过微地形可能产生的大风数据，采取合适的防范措施和改造技术，保证输电线路安全稳定运行。

风电机组主要依靠风轮吸收风能后将风能转化成机械能，再通过传动链到发电机最终转化为电能。因此风轮对风的准确性直接影响机组出力，而偏航出现误差将直接导致风轮不能准确对风，导致机组性能不佳，带来发电量损失，从而为企业带来经济损失。风向标作为风电机组的风向传感器，决定机组偏航位置，保证叶轮对风的准确性，是影响机组发电性能的重要因素。通过数据分析和调查发现风电场存在大量因风向标偏差大导致机组功率曲线和发电量低的问题，而导致该现象的原因有：一是部分风电场缺乏对风向标重要性的认识；二是现场缺乏判断机组是否存在偏航误差的有效手段；三是缺乏有效工具校正风向标，多采用人工观察法，操作不确定度大，不能保证机组准确对风；四是由于复杂地形、排列方式差异以及尾流影响等，使得在不同的风速段机组的偏航对风偏差虽然为零，但并未达到风能最大能量吸收，进而造成了机组发电功率的损失。这些因素都会导致机组不能充分吸收风能，带来损失电量，因此急需系统解决。本课题总结了偏航误差对机组性能的影响，开发出通过数据检测机组偏航误差的模型，并设计和制造了适用于主流机型的风向标校正工装，最后开发了偏航自寻优系统，从根源上解决了偏航误差的问题。

本文主要介绍通过在特高压输电线路中安装分布式故障诊断装置，利用分布式行波定位技术，在特高压输电线 路遭受雷击、风偏、异物等发生故障跳闸时，准确诊断故障发生位置，精确锁定故障杆塔，同时对故障电流波形进行分 析，判定故障类型，能有效提故障巡视效率和运维水平。

大风、冰冻、雷暴等恶劣天气事件是影响架空输电线路安全的主要原因，利用气象信息进行输电线故障风险 预警成为提高电网运行可靠性水平的重要手段。由于风向和风速的随机性，输电线路风偏放电预警是一个典型的非确 定性条件下的比较和预测问题，而现有的风偏放电风险预警方法使用的风参数为预报风向中心角度和预报风力等级的 最大风速，没有考虑风预报准确性以及风向和风速的波动变化，所得计算结果偏离实际。 对此，本文提出一种计及风 预报误差影响的输电线风偏放电预警方法。首先根据绝缘子刚体直杆模型，建立了计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏 角计算模型，根据几何关系计算输电线路对杆塔的最小放电距离；然后分析了风预报准确性对预测风偏角的影响，提 出了预报风速和风向角的概率分布模型；在预报风力等级和风向下通过蒙特卡罗抽样计算最小放电距离，并与允许的 最小安全空气间隙比较，得到短期风预报下的输电线路风偏放电概率，实现了预报风况下输电线路风偏放电在线预 警。最后通过实例分析验证了所提风偏放电概率预警方法的有效性。

2021年7月，由北京智芯微电子科技有限公司（以下简称智芯微公司）承建的青海首条智慧输电线路——330kV月石I线试点工程正式投运，通过图像/视频监拍、导线温度监测、导线覆冰监测、导线风偏监测、导线舞动监测、导线振动监测、山火预警监测、杆塔倾斜监测、绝缘子监测及微气象等多类在线监测设备的数据，全方面覆盖检修任务业务需求。输电全景平台主页。依托该平台，通过大数据分析技术对数据进行融合和聚类分析，以时间维度和空间维度对数据进行相关性分析，从宏观的视角监控电网运行状态，同时结合智慧输电线路边缘计算架构，进行输电线路多业务平台数据整合及综合分析，实现青海智慧输电线路的可视化及线路状态实时监测，全面支撑状态感知、全景监控的新一代输电线路运维模式.

强对流天气易引发输电线路风偏跳闸且大多数无法重合闸成功。在“十三五”期间，因强对流风害引起的电网故障占整个电网故障的24.3%，严重威胁到了电网的安全稳定运行。如何及时准确的对强对流过程进行预警并对引发的输电线路风偏故障进行有效的防治是电网平稳度夏的关键。本项目研究了输电线路强对流预警和绝缘拉索风偏防治的方法。项目共产生知识产权53项，授权专利16项（发明6项，实用新型10项）；软件著作权7项，发表学术论文29篇（其中，SCI检索2篇，EI检索10篇，北大核心10篇），出版专著1部。项目研究成果在2018年通过了中国电机工程学会组织的项目鉴定：强对流和飑线预警技术达到国际领先水平，风偏防治技术达到国际先进水平。根据项目研究成果，国网公司在2018年1月授牌河南公司“国网电力气象联合实验室”。其中“输电线路强对流气象灾害预警”被定为实验室的重要研究方向和优势专业。

近年来，全球各类极端天气频发。受此影响，电网迎峰度夏可能面临的威胁主要来自于极端强风、降水引发的地质灾害，极端高温引发的山火等。虽然近年来各类电网相关规范在不断制订、修订或完善中，但强风导致的倒塔、台风过境期间导致的风偏跳闸、强降雨引发的地基承载性能丧失、大规模山体滑坡造成的铁塔基础破坏、大范围山火引发的塔线体系故障依然时有发生。因此，有必要审视相关规范在哪些方面已滞后于当前环境条件的变化，并以此为突破口找到未来科研攻关的重点方向，为电网安全度夏提供更有力的保障。