CN108022011B - 自然环境中绝缘子积污动态预测方法 - Google Patents
自然环境中绝缘子积污动态预测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108022011B CN108022011B CN201711244267.5A CN201711244267A CN108022011B CN 108022011 B CN108022011 B CN 108022011B CN 201711244267 A CN201711244267 A CN 201711244267A CN 108022011 B CN108022011 B CN 108022011B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- insulator
- rainfall
- accumulation
- concentration
- pollution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000012212 insulator Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims abstract description 21
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims abstract description 21
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 37
- 238000009991 scouring Methods 0.000 claims description 15
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 claims description 6
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N sulfur dioxide Inorganic materials O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Economics (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Insulators (AREA)
Abstract
本发明提供的一种自然环境中绝缘子积污动态预测方法,包括如下步骤:S1.采集绝缘子所处环境的天气参数和绝缘子参数,根据天气参数判断绝缘子处于降雨冲刷过程还是积污过程;S2.建立绝缘子降雨冲刷模型和绝缘子单位面积的污秽物质量浓度模型,根据降雨冲刷模型和污秽物质量浓度模型计算降雨冲刷过程中的污秽度和积污过程中的污秽量,通过本发明,综合考虑绝缘子所处的环境的各因素,能够准地对绝缘子的积污状况进行准确的预测,从而利于根据预测结果做出准确、及时的应对措施,进而保证电网的安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力领域,尤其涉及一种自然环境中绝缘子积污动态预测方法。
背景技术
绝缘子是电力系统中极为重要的设备之一,由于工业的不断发展和生态破坏严重,环境的污染程度日益加剧,从而造成绝缘子的污秽程度加重,在正常工作电压下积污的绝缘子容易发生闪络,不仅给电力系统的安全、正常运行造成了极大的威胁、而且污秽闪络事故的发生会造成国民经济的巨大损失,特别是高压及超高压电力网,一旦发生污闪事故,影响面更广,损失更大。尽管国内外学者对绝缘子表面积污特性以及防污措施进行了大量研究,但近几年来输电线路、变电站绝缘子污闪事故仍在发生,并且已从工业城市和沿海地区向农村及内陆地区发展;因此,如何能够准确对绝缘子的积污状况进行分析预测并根据预测结果做出相应的措施成为了本领域中亟待解决的技术难题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种自然环境中绝缘子积污动态预测方法,综合考虑绝缘子所处的环境的各因素,能够对绝缘子的积污状况进行准确的预测,从而利于根据预测结果做出准确、及时的应对措施,进而保证电网的安全稳定运行。
本发明提供的一种自然环境中绝缘子积污动态预测方法,包括如下步骤:
S1.采集绝缘子所处环境的天气参数和绝缘子参数,根据天气参数判断绝缘子处于降雨冲刷过程还是积污过程;
S2.建立绝缘子降雨冲刷模型和绝缘子单位面积的污秽物质量浓度模型,根据降雨冲刷模型和污秽物质量浓度模型计算降雨冲刷过程中的污秽度和积污过程中的污秽量。
进一步,步骤S1中,天气参数包括绝缘子所处环境的总悬浮颗粒浓度、PM10浓度、S02浓度、NO2浓度、空气湿度、风速、雨滴滴落到绝缘子上的雨速以及降雨强度;
绝缘子参数包括绝缘子表面积和绝缘子有效冲刷面积。
进一步,步骤S1中,根据一天内的降雨量判断绝缘子处于冲刷过程还是积污过程:
当一天内的降雨量小于10mm时,则绝缘子处于积污过程;
当一天内的降雨量大于或者等于10mm时,则绝缘子处于冲刷过程。
进一步,绝缘子降雨冲刷模型如下:
其中,SDD为降雨冲刷过程中被冲走的污秽量,kw为降雨对绝缘子下表面冲刷的污秽度修正系数,kθ为降雨冲刷面积系数,T表示持续降雨时间,I表示降雨强度,a、b、c和d均为降雨冲刷的拟合系数。
进一步,根据如下公式计算降雨冲刷面积系数kθ:
进一步,根据如下方法计算降雨直接冲刷面积S(θ):
其中,θ为雨水的冲刷角度,R为绝缘子的半径,r为绝缘子的金具半径,h为绝缘子相邻伞裙的高度。
进一步,根据如下公式计算绝缘子在积污过程中的污秽量Sdd:
进一步,根据如下方法确定V'(dp,θ):
进一步,根据如下公式确定空气浓度c(t):
进一步,根据如下公式计算污秽物质量浓度分布函数p(dp):
本发明的有益效果:通过本发明,综合考虑绝缘子所处的环境的各因素,能够对绝缘子的积污状况进行准确的预测,从而利于根据预测结果做出准确、及时的应对措施,进而保证电网的安全稳定运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
以下进一步对本发明做出详细说明:
本发明提供的一种自然环境中绝缘子积污动态预测方法,包括如下步骤:
S1.采集绝缘子所处环境的天气参数和绝缘子参数,根据天气参数判断绝缘子处于降雨冲刷过程还是积污过程;
S2.建立绝缘子降雨冲刷模型和绝缘子单位面积的污秽物质量浓度模型,根据降雨冲刷模型和污秽物质量浓度模型计算降雨冲刷过程中的污秽度和积污过程中的污秽量,即是说,将污秽量Sdd减去冲刷的污秽量SDD,即可得到最终的预测值,这个预测值是当天新增的积污量,并不是绝缘子在当天积污后总的污秽量,也就是说:该预测值是得出在预测当天的值,但是,如果在初始条件下具有积污量,则需要将初始值和预测值相加得到当天最终的总的积污量,如果第二天继续预测,则将前一天的总的积污量加上第二天新增的积污量;通过上述方法,综合考虑绝缘子所处的环境的各因素,能够对绝缘子的积污状况进行准确的预测,从而利于根据预测结果做出准确、及时的应对措施,进而保证电网的安全稳定运行。
本实施例中,步骤S1中,天气参数包括绝缘子所处环境的总悬浮颗粒浓度、PM10浓度、S02浓度、NO2浓度、空气湿度、风速、雨滴滴落到绝缘子上的雨速以及降雨强度;
绝缘子参数包括绝缘子表面积和绝缘子有效冲刷面积,通过上述参数,能够对最终的测量结果进行准确预测。
其中,步骤S1中,根据一天内的降雨量判断绝缘子处于冲刷过程还是积污过程:
当一天内的降雨量小于10mm时,则绝缘子处于积污过程;
当一天内的降雨量大于或者等于10mm时,则绝缘子处于冲刷过程,通过这种方式,能够对绝缘子的积污过程和冲刷过程进行较为明确的划分,进而保证最终结果的准确性。
本实施例中,绝缘子降雨冲刷模型如下:
其中,SDD为降雨冲刷过程中被冲走的污秽量,kw为降雨对绝缘子下表面冲刷的污秽度修正系数,该修正系数为经验系数,一般在[0.1,0.15]这个区间并根据实际情况进行取值;kθ为降雨冲刷面积系数,T表示持续降雨时间,I表示降雨强度,a、b、c和d均为降雨冲刷的拟合系数,其中,各拟合系数通过如下方式确定:在理想状态下,降雨冲刷根据模型为
SDD'=a·eb·t+c·ed·I,将该模型输入到Matlab分析软件中,再将降雨天数和ESDD/NSDD输入到Matlab分析软件中进行拟合得到a、b、c和d的值,其中,ESDD为灰密值,即污秽中不溶于水的物质的浓度值,NSDD为盐密值,为污秽中易溶于水的物质的浓度值,比如氯化钠颗粒;上述拟合系数以及Matlab分析软件的分析过程属于现有技术,在此不加以赘述;通过上述方法,能够得到降雨冲刷过程。
本实施例中,根据如下公式计算降雨冲刷面积系数kθ:
根据如下方法计算降雨直接冲刷面积S(θ):
其中,θ为雨水的冲刷角度,R为绝缘子的半径,r为绝缘子的金具半径,h为绝缘子相邻伞裙的高度,通过上述公式,能够准确计算出绝缘子上雨水有效的冲刷面积,其中,雨水冲刷角度θ由如下方法确定:
本实施例中,根据如下公式计算绝缘子在积污过程中的污秽量Sdd:
;其中,Vpy(t)为雨水速度的竖直分量,Vpx(t)为雨水速度的水平分量,θ为雨水冲刷角度,Fa为绝缘子对污秽颗粒的弹性力,Ft为绝缘子对污秽颗粒的粘附力,L为污秽颗粒滚动点到中点的水平距离;其中,中点指的是颗粒的中心点,滚动点是指绝缘子表面上阻碍颗粒继续滚动的点。
根据如下公式确定空气浓度c(t):
其中,上述公式中的C表示空气质量指标的浓度,为实际测量值,B为空气质量指标的标准质量浓度限值,为设定值;x表示S02、NO2以及PM10中对绝缘子积污区污染特征影响最大的一项,比如:如果二氧化硫(SO2)为影响最大的一项,那么就取为
其中:根据如下公式计算污秽物质量浓度分布函数p(dp):
根据2015年8月的气象天气统计情况,统计得到某地的测试线路在8月的积污天数和有效降雨天数,并建立多个大气环境质量指数监测点,对空气中SO2质量浓度、NO2质量浓度、可吸入颗粒物(PM10)质量浓度和总颗粒悬浮质量浓度(TSP)进行连续数月的现场监测,得到测试地区输入参数状况,并通过上述的方法进行计算,得到2015年8月测试路积污预测结果如下:
在本实例中,动态积污模型预测盐密值(ESDD)的相对误差在10%~30%之间,平均值为18%,预测灰密值(NSDD)的相对误差在1%~30%之间,平均值为13%。通过模型数值计算的预测结果与实测结果对比,可以发现两者之间的相对误差在合理范围内(相对误差<30%)。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种自然环境中绝缘子积污动态预测方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1.采集绝缘子所处环境的天气参数和绝缘子参数,根据天气参数判断绝缘子处于降雨冲刷过程还是积污过程;
S2.建立绝缘子降雨冲刷模型和绝缘子单位面积的污秽物质量浓度模型,根据降雨冲刷模型和污秽物质量浓度模型计算降雨冲刷过程中的污秽度和积污过程中的污秽量;
步骤S1中,天气参数包括绝缘子所处环境的总悬浮颗粒浓度、PM10浓度、S02浓度、NO2浓度、空气湿度、风速、雨滴滴落到绝缘子上的雨速以及降雨强度;
绝缘子参数包括绝缘子表面积和绝缘子有效冲刷面积;
步骤S1中,根据一天内的降雨量判断绝缘子处于冲刷过程还是积污过程:
当一天内的降雨量小于10mm时,则绝缘子处于积污过程;
当一天内的降雨量大于或者等于10mm时,则绝缘子处于冲刷过程;
绝缘子降雨冲刷模型如下:
其中,SDD为降雨冲刷过程中被冲走的污秽量,kw为降雨对绝缘子下表面冲刷的污秽度修正系数,kθ为降雨冲刷面积系数,T表示持续降雨时间,I表示降雨强度,a、b、c和d均为降雨冲刷的拟合系数;
根据如下公式计算降雨冲刷面积系数kθ:
根据如下方法计算降雨直接冲刷面积S(θ):
其中,θ为雨水的冲刷角度,R为绝缘子的半径,r为绝缘子的金具半径,h为绝缘子相邻伞裙的高度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711244267.5A CN108022011B (zh) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 自然环境中绝缘子积污动态预测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711244267.5A CN108022011B (zh) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 自然环境中绝缘子积污动态预测方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108022011A CN108022011A (zh) | 2018-05-11 |
CN108022011B true CN108022011B (zh) | 2020-06-12 |
Family
ID=62077837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711244267.5A Active CN108022011B (zh) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 自然环境中绝缘子积污动态预测方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108022011B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109580460B (zh) * | 2018-10-09 | 2021-08-27 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 复合绝缘子与标准型盘形悬式绝缘子积污比值的计算方法 |
CN110428108A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-08 | 清华大学深圳研究生院 | 绝缘子积污预测方法、系统、电子装置及存储介质 |
CN112179953A (zh) * | 2020-09-26 | 2021-01-05 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 绝缘子积污量多模式在线监测装置及方法 |
CN112629591A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-09 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种环境气象观测装置、污秽等级的确定系统及方法 |
CN113947040B (zh) * | 2021-10-12 | 2024-06-25 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 基于体积分布系数的绝缘子上下表面不均匀积污分析方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10319084A (ja) * | 1997-05-16 | 1998-12-04 | Nissin Electric Co Ltd | 碍子汚染診断装置 |
CN101598692A (zh) * | 2008-06-02 | 2009-12-09 | 邱雪 | 一种输变电设备外绝缘污秽度测算方法、系统及装置 |
CN104809511A (zh) * | 2014-01-28 | 2015-07-29 | 国际商业机器公司 | 绝缘子污染预测方法及设备 |
CN105571644A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-05-11 | 西安工程大学 | 一种绝缘子金属粉尘污秽在线监测装置及其监测方法 |
CN106295207A (zh) * | 2016-08-17 | 2017-01-04 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 基于气象数据统计的绝缘子污秽度评估方法 |
CN106682774A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-17 | 中国铁路总公司 | 一种接触网绝缘子污闪预测方法 |
-
2017
- 2017-11-30 CN CN201711244267.5A patent/CN108022011B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10319084A (ja) * | 1997-05-16 | 1998-12-04 | Nissin Electric Co Ltd | 碍子汚染診断装置 |
CN101598692A (zh) * | 2008-06-02 | 2009-12-09 | 邱雪 | 一种输变电设备外绝缘污秽度测算方法、系统及装置 |
CN104809511A (zh) * | 2014-01-28 | 2015-07-29 | 国际商业机器公司 | 绝缘子污染预测方法及设备 |
CN105571644A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-05-11 | 西安工程大学 | 一种绝缘子金属粉尘污秽在线监测装置及其监测方法 |
CN106295207A (zh) * | 2016-08-17 | 2017-01-04 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 基于气象数据统计的绝缘子污秽度评估方法 |
CN106682774A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-17 | 中国铁路总公司 | 一种接触网绝缘子污闪预测方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
《绝缘子积污特性和污秽状态监测方法》;方春华;《中国优秀博士论文全文数据库 工程科技II辑》;20160115;第C042-3页 * |
《考虑气象、几何参数、大气污染物的绝缘子表面污秽度预测方法》;王黎明等;《高电压技术》;20160331;第42卷(第3期);第876-884页 * |
《降雨对绝缘子表面污秽的清洗作用》;王黎明等;《电网技术》;20150630;第39卷(第6期);第1703-1708页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108022011A (zh) | 2018-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108022011B (zh) | 自然环境中绝缘子积污动态预测方法 | |
CN106100579B (zh) | 一种基于数据分析的光伏电站故障诊断方法 | |
CN114966467A (zh) | 一种基于数字孪生的输电线路状态评估方法 | |
CN102103061B (zh) | 一种大气监测、预测、评价的等浓度线方法 | |
CN108376194B (zh) | 基于大气环境参数的绝缘子积污预测方法 | |
CN109359882B (zh) | 一种台风灾害下输电线路跳闸风险评估方法 | |
CN106503751A (zh) | 一种基于svm分类器的输电线路易舞气象条件预报方法 | |
CN117689119B (zh) | 基于物联网的智慧建筑工地安全监管方法及系统 | |
CN102646150A (zh) | 基于雷电定位信息的雷击线路风险判断方法 | |
CN105160419B (zh) | 一种引入空气质量指数的绝缘子等值盐密度预测模型 | |
CN115760779A (zh) | 一种基于bim技术的道路施工监管系统 | |
CN109460923A (zh) | 一种输电线覆冰概率预测方法 | |
CN207817105U (zh) | 一种输电线路绝缘子污闪自动可视化观测系统 | |
CN108009130B (zh) | 基于回归分析的自然环境中绝缘子积污预测方法 | |
CN104992055A (zh) | 沙尘环境下架空线路污闪跳闸概率计算方法 | |
CN112364520A (zh) | 绝缘子积污量预测方法 | |
CN205246127U (zh) | 一种高压输电线路安装污秽在线监测系统 | |
CN116187980B (zh) | 一种基于数据传输的环保设备用可视化智能管理系统 | |
CN107606490A (zh) | 一种基于大数据的排水管网监测系统 | |
CN116576925A (zh) | 基于大数据的工业园区雨排水监控系统及方法 | |
CN109087029B (zh) | 一种绝缘子腐蚀性闪络风险评估方法 | |
CN114048624A (zh) | 一种基于高斯驱动的绝缘子污秽预警方法及系统 | |
CN116564045A (zh) | 一种基于电力微气象的输电线路风偏灾害预警装置 | |
CN115694359A (zh) | 一种基于人工智能的光伏电池板巡检系统及方法 | |
CN105865978B (zh) | 绝缘子表面老化rtv涂层评估方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |