冰力作用下穿越河流输水管线的可靠性分析

针对我国北方河冰灾害情况,分析了冰力作用下穿越河流输水管道的受力情况,研究了其失效模式,提出了冰荷载的计算模型;在此基础上,建立了输水管道在冰荷载作用下安全裕度方程,提出了冰力作用下输水管线可靠性的计算方法,并结合实际计算,验证了方法的适用性.     

基于数据融合的雷电灾害后电网运行全景可视化建模分析

针对传统方法不能准确获得雷电灾害电力系统运行情况问题,提出一种基于数据融合的雷电灾害后电网运行全景可视化建模方法。采用分布图法对电网运行过程中存在的疏失误差进行有效剔除,并采用算术平均值方法对上述剔除了电网运行疏失误差后的测量数据序列进行一致性检查;以PSD-BPA格式的电网运行方式为基础,建立基于电压等价的电网运行网架简化模型;通过关联关系模型对电网运行全景可视化数据进行融合,形成完整可用的数据集,在建立的电网运行简化网架模型下,形成电力系统一一对应的可视化数据集,并根据相应分配准则将电网运行全景可视化数据分配到PSD-BPA格式的运行方式各个节点上,最终建立在雷电灾害后电网运行全景可视化模型。通过实例分析结果证明,所提方法能够实现雷电灾害后的电网运行全景可视化分析,掌握电网运行中各个配电节点和支路的负载状态,并提出了改善电力系统设备利用率的可行性方案,对电网优化运行提供了有效参考。     

风暴灾害下输电线路运行故障远程监控技术

在风暴灾害影响下,传统的故障远程监控方法存在监控时间过长、误差率较高等问题。针对以上不足,提出一种基于Petri网的风暴灾害下的输电线路运行故障远程监控技术。融合输电线路的电气量及开关量数据,根据融合结果,运用故障模式匹配与Petri网技术提取故障特征;由故障特征构建网络拓扑结构矩阵,把故障方向传给主机,根据主机上输电线路各点的故障方向构建故障信息矩阵,对两个矩阵进行运算来远程监控输电线路运行故障。分析实验数据可知,运用该远程监控技术对风暴灾害下输电线路运行故障进行监控时,监控时延保持在22～27 ms之间,监控误差率基本保持在20%以下,远低于传统技术。     

基于激光雷达的输电线路山火灾害损伤评估

传统基于BP神经网络的输电线路灾害损伤评估方法,由于未考虑空气粒子散射的影响,存在评估结果不准确的问题,因此提出一种基于激光雷达的输电线路灾害损伤评估方法。利用激光器发出激光束脉冲,经过烟雾粒子散射,信号被光学系统获取后得到后向散射信号功率的激光雷达方程,采用Fernald算法区分空气粒子散射与烟雾粒子散射,利用激光雷达方程得到散射系数和消光系数,经反演计算得到烟雾信息,判断是否发生山火线损灾害。根据激光雷达获取的灾害数据,建立输电线路灾害损伤评估体系,该体系通过支路过载程度、线路负荷损失比、用户停电损失比等评估输电线路灾害损伤程度。实验结果表明,激光雷达能够准确监测到270～570 m范围内的烟雾脉冲波形,匹配结果为0.39,与历史数据吻合,说明该方法实用性较高。     

含变阻抗变压器的110kV系统继电保护研究

随着电力系统不断发展,电网容量日益增大,电网工作时所带负荷也日益增大。高容量、高负荷导致线路发生短路故障时的短路电流剧增,从而对线路和通信设备造成很大危害。 为降低短路电流,分析了含变阻抗变压器的110kV电力系统继电保护可能出现的问题,为提高继电保护的灵敏度,提出了自适应保护的新方法,对变阻抗变压器在空投情况下的励磁涌流识别方法做出了可行性分析。根据仿真结果分析得出,传统的继电保护方法能够适应于含变阻抗变压器的 110kV系统,而自适应保护方法能够提高保护的灵敏度。     

气象灾害模型在电网运检业务中的应用研究

为了探究气象灾害模型在电网运检业务中的应用,从覆冰、污闪两种由气象等因素造成线路故障方面入手,分别构建了覆冰预警模型和污闪预警模型。基于输电线路的覆冰预警模型和污闪预警模型对历史气象灾害数据进行了案例分析。结果表明,输电线路的覆冰和污闪预警模型与实际情况吻合,具有较高的预警准确性。     

内蒙古电力系统自然灾害链分析

针对电力系统自然灾害研究侧重于电网侧故障,较少以灾害链视角进行研究的问题,以4种自然灾害为例,开展了内蒙古电力系统自然灾害链的构建和分析。通过对内蒙古自治区的自然灾害特点和电力系统的总结,从宏观和微观两个角度分析了电力系统自然灾害链和故障链,分别构建了4种电力系统的灾害链和10种因自然灾害导致的故障链,梳理了两者的耦合关系,同时归纳了不同自然灾害的孕灾环境、致灾因子和特征因子。最后,探讨了电力系统自然灾害链的二元系统和广义孕灾环境的概念,为电力系统灾害防治提供技术参考。     

强风荷载作用下输电线路的连续倒塌破坏分析

以菲律宾PANAY岛上138kV双回路Panit-an-Nabas线路为研究对象,模拟台风海燕过境时线路发生连续性倒塔的过程,并探讨了线路发生大面积倒塔的主要原因。基于ABAQUS有限元软件,线路简化为三塔四线有限元模型,并采用显示积分方法和生死单元方法模拟风致作用下输电塔-线体系的倒塔过程和倒塔路径。风荷载选用Kaimal风速谱和谐波叠加法,并应用MATLAB软件模拟生成。通过数值模拟和现场勘测图片对比表明:本文方法不仅能够清晰有效地模拟输电塔-线体系在强风荷载作用下的连续性倒塔机理和破坏路径,而且有助于合理准确地发现和阐明线路倒塔的真正原因。     

2008年广西罕见凝冻灾害评估及思考

从经济损失、生态环境破坏、灾害影响程度以及气候背景、大气环流异常等方面对2008年1月10日到2月5日广西遭遇的50年一遇罕见低温雨雪冰冻灾害进行综合影响评估。认为：①持续低温雨雪冰冻极端天气造成了多种灾害并发,长时间打乱了正常的社会生产生活秩序,造成严重经济损失,灾后重建困难大;②凝冻灾害造成道路结冰、供电线路积冰,是导致交通运输瘫痪、电网中断、通讯受阻的致灾因子;③凝冻灾害不仅给广西林业造成了严重损失,同时对今后一段时期的生态环境变化可能带来较大的负面影响,应引起高度重视。     

雷击灾害下多级串联闪络保护器断线故障控制方法研究

输送电线路的多级串联闪络保护器在雷击灾害下,容易出现断线、跳闸等情况,对人类的工作与生活造成较大的影响。为此,分析雷击及其雷击危害的性质,获得雷击对输送电线路多级串联闪络保护器产生的危害。计算多级串联闪络保护器故障点、电源侧与负荷侧正序、负序以及零序等数据,在故障点附近安装可调间隙保护装置先将雷电流导入大地,间隙间电弧会在电磁力和风力等外力的推动下,出现拉长形态后快速熄灭,以此控制断线故障程度,不出现严重损耗。对多级串联闪络保护器实行雷电冲击实验,研究结果表明,该种方法控制后放电路径处于间隙之间,在雷击灾害下,保护间隙能够保障绝缘子的绝缘安全性,有效避免多级串联闪络保护器断线故障导致炸裂等严重情况的出现。     

预紧力对输电塔节点承载能力特性研究∗

为探讨风荷载作用下输电塔破坏机理,本文以实际输电塔体系为例,通过建立不同螺栓预紧力作用下输电塔节点精细化模型,用来进行输电塔的螺栓在实际工程中拧紧程度的模拟;提出了螺栓与输电塔各构件之间的非线性接触力模型,研究了风荷载作用下输电塔构件之间接触效应的精确模拟.结果 表明:随着预紧力的增大,斜材螺孔应力、节点板上相对位于斜材处螺孔应力和斜材螺栓应力逐渐增大,并基本呈线性变化;而主材螺孔应力、节点板上相对位于主材处螺孔应力和主材螺栓应力基本不变.可见随着外荷载加载比例逐渐增大,螺栓预紧力对节点承载力性能的影响逐渐减小.     

湖南2008/2011年两次低温雨雪冰冻灾害成因与影响对比分析

针对2008年1月13日-2月2日和2011年1月1-23日两次低温雨雪冰冻过程,从天气学成因、对交通、电力影响情况和特点等方面进行综合对比分析,揭示了两次过程的强度和造成灾情差异的原因,并提出了如何进一步防御和减轻极端天气气候事件灾害的能力,为暴雪冰冻灾害防御提供经验和依据。     

云南省冰冻灾害气象条件及风险评估——基于模糊信息分配方法的研究

利用1959—2008年云南省125个气象站的逐日资料,采用模糊信息分配方法和三分段法进行了雨、雾淞(冰冻)天气发生的气象条件研究;基于模糊信息分配和超越极限概率法进行了云南冰冻灾害气候风险评估和风险区划研究。结果表明:模糊信息分配方法用于概率密度估计,可减少分析、评估误差,且不需要假定数列总体概率分布函数,就能得出较为接近实际概率密度分布的分析和评估结果;雨、雾淞(冰冻)出现当日最低气温≤1℃的气候概率达99.8%,最低气温≤1℃是出现雨、雾淞(冰冻)天气的阈值;当温度条件达到时,微量以上降水、日照时数≤1 h、日平均相对湿度大于80%是出现雨、雾淞(冰冻)的阈值。云南省大部分地区(96个站,占全省总站数的77%)没有出现冰冻灾害的风险,无风险的区域分布在云南省的中、西部和南部地区;冰冻灾害风险较大的是滇东北和滇东地区,其中有12个站累积概率值在50%～100%之间,有年年出现或2年1遇的气候风险,风险较大,特别是镇雄、鲁甸2个县的概率值为100%,有年年出现冰冻灾害的气候风险,风险很大。     

山体和滑坡灾害的传感网络预警技术研究

提出一种新的山体和滑坡灾害的传感网络预警方法,由传感监测网络层WSN、GPRS接入层以及监控中心,构建山体和滑坡灾害传感网络预警体系,利用GPRS联网实现传感数据的远程传输,GPRS网关将监测数据上传到监控中心,监控中心基于监测数据实现山体和滑坡灾害的可视化呈现和警示;使用节点异常特征提取方式对比鉴别异常节点区域,采用分区域异常节点定位算法检测异常节点区域中的网络异常节点,实现山体和滑坡灾害的准确预警。     

高温下钢及组合钢节点有限元建模及基于构件的分析方法(英文)

欧洲规范EC3 Part 1-1第5章[1]允许工程师使用一些先进的有限元分析软件来分析和设计钢结构,如线弹性、刚塑性以及二阶弹塑性整体分析。这3种极不相同的分析方法,能够用于简支、半连续以及连续节点模型中[2]。节点模型根据刚度的不同,可分为铰接、半刚性和刚性模型;按照强度的不同,可分为铰接、部分强度和全强度模型。尽管大多数的工程问题仅仅要求进行线弹性分析,但仍有一些特殊结构可能要求采用高级分析以降低施工成本,例如底层无支撑钢框架结构。在这种结构中,采用半连续节点(具有半刚度和部分强度特性)进行框架分析,会显著增强结构抵抗名义水平荷载、风荷载、整体缺陷、地震作用时的抗侧刚度和强度,因此在控制的水平荷载下计算的横向侧移可能在EC3允许的范围内。在基于性能的抗火设计中,结构抗火工程师可能想利用钢节点潜在的刚度和强度,尤其是有端板节点的钢结构,这是一种最常见的钢结构施工形式。端板可以是部分深度的,或者是延伸端板,涵盖了名义铰接、半刚性和完全刚性节点模型。本文给出了端板节点高温性能研究的一系列数值分析结果;应用基于构件的方法,建立了这些节点在高温下的力学反应计算公式,以及梁腹板剪应力分量、连接处的拉应力和压应力区域的力学模型。基于构件的方法能够考虑钢节点的热约束效应。对已有钢端板节点试验进行了有限元模拟和基于构件的分析表明,2种方法的分析结果与试验结果的偏差都是可接受的,包括热约束效应。     

发电机励磁附加限制功能对系统稳定性的影响

为了全面分析励磁系统在电网故障时对电力系统稳定的影响,采用励磁系统主控制模型与励磁附加限制环节模型结合的方法测试不同工况下电力系统运行变化。通过分析与建模,选取典型参数、仿真阶跃扰动、近端短路等方式在仿真实验系统中进行了模拟验证。结果表明:低励限制、过励限制等附加功能参数的设置直接影响电力系统稳定水平,该方法能够更全面地反映励磁系统对电力系统的影响,可以为优化励磁控制策略、提升电网稳定水平提供指导。     

基于自动故障拟合法的宁夏电网负荷建模

负荷模型对电力系统综合计算分析影响很大,负荷模型考虑不恰当,会成为电网运行控制的潜在危险。基于自动故障拟合法的原理,分析了自动故障拟合法、节点法辨识的参数仿真曲线与实测曲线的拟合效果,最终通过对7种方案进行自动辨识,给出了宁夏电网不同类型负荷的模型参数。结果表明:自动故障拟合法拟合效果接近真实值,能很好地模拟实际系统的动态响应,其在大电网下辨识得到的参数是可靠、正确的。     

宁夏电网在线安全分析系统存在问题及对策

结合宁夏电网的实际情况,逐一分析了在线安全分析系统目前存在的问题,提出了针对单一故障给出辅助决策、在系统中增加安稳策略、通过系统交互获得全网实时数据、在预想故障不安全的情况下进行断面稳定裕度评估和利用虚拟节点和小支路实现 3/2 母线故障的正确判别等解决措施。应用结果表明:改进后的在线安全分析系统在宁夏电网的实际应用中取得了一定成果,提升了宁夏电网的在线安全分析水平。     

基于结构及人身安全的住宅建筑洪水破坏分析

中国是洪灾多发的国家,洪水灾害造成的经济损失居各类自然灾害之首。同时,洪水灾害造成了大量的房屋倒塌,对人民的生命安全、生产活动多带来了严重的威胁和影响。《建筑结构荷载规范》中除考虑常规荷载外,还考虑了雪荷载和风荷载,但没有考虑洪水荷载对建筑物的作用。综合国内外的研究现状和规范,从洪水荷载对建筑物的作用机理以及建筑物所处地理环境的不同,对洪水荷载的作用方式进行了归类,总结和归纳了洪水荷载的主要形式、大小和洪水荷载组合。同时提出了综合考虑人身安全及建筑物结构安全的住宅建筑洪水破坏模型研究方法。该研究方法为进一步研究住宅结构物在洪水荷载作用下的破坏机理及住宅结构防灾减灾提供参考。     

火灾下钢管混凝土柱与钢梁外伸端板连接的力学性能

为了研究钢管混凝土框架梁柱半刚性连接的抗火性能,利用ABAQUS软件进行了火灾作用下钢管混凝土柱与钢梁外伸端板连接节点的热力耦合性能的数值模拟。确定了高温下钢材和核心混凝土的材料本构关系模型,建立了考虑楼板影响的钢管混凝土框架外伸端板连接节点的有限元计算模型,对三面受火和外荷载共同作用下节点的受力全过程进行了分析。详细分析了荷载比、螺栓预紧力、防火保护层厚度、材料特性、构件几何尺寸等参数对节点耐火极限的影响。结果表明,荷载比、螺栓预紧力、防火保护层厚度和钢梁截面高度对组合节点耐火极限的影响较显著。该研究结果将为火灾下半刚性钢管混凝土框架的设计理论提供科学依据。