基于马尔可夫过程的输电线路覆冰厚度预测模型研究

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由于全球气候的日益恶化与异常,极端天气的出现愈加频繁。特别是近几年我国南方发生了严重的冰灾事故,电力供应中断,严重影响居民生活,并造成了巨大的经济损失。可以说输电线路覆冰问题已引起了全社会关注,也使得电力工作者更加重视电网冰灾事故。同时在我国能源分布极其不均衡的情况下,发展较高电压等级输电已成为我国电网的必然选择,尤其是我国近几年大力发展的特高压交、直流输电线路工程,具有输送容量大、输送距离远、沿线环境复杂的特点,更易发生覆冰情况,且一旦发生事故,后果更加严重。因此,国内外学者针对输电线路覆冰进行了大量的研究工作。本文主要是在输电线路覆冰厚度预测方面,通过建立中长期预测模型和短期预测模型,对未来输电线路覆冰厚度的可能取值进行了研究,并搭建了输电线路覆冰厚度预测平台。首先是根据预测对象的不同,将覆冰厚度预测模型分为两类,分别是中长期预测模型和短期预测模型。中长期预测模型的主要思想是,首先针对未建成线路进行规划过程中,对可能途经的局域进行中长期预测,用以避开易于覆冰或覆冰严重地区,对于无法避开的输电线路,则需在设计过程中增加杆塔、导线的抗冰能力,或针对已经建成的输电线路,需根据预测结果考虑是否进行线路的抗冰改建,其主要是将该地区的年最大覆冰厚度作为基本数据,利用模糊马尔可夫理论对未来可能出现的年最大覆冰厚度进行预测;短期预测模型则是针对每年的易覆冰季节,利用预测结果判断输电线路的覆冰厚度是否超过线路荷载,以便于安排值班、巡线、融冰或除冰工作。考虑到短期预测中,气象因素的影响较为明显,无法忽视,故采取多变量灰色预测理论进行预测,并提出了相应的模型修正方法。通过相关输电线路覆冰数据的验证,模型预测值与实际测量结果比较吻合。最后,结合工程实践,搭建了输电线路覆冰厚度预测平台,以便于工作人员操作,提高工作效率。
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