【摘要】：電線積冰深刻影響著我國電網(wǎng)的正常運營,及時掌握冰區(qū)的電線積冰狀況對電力部門預(yù)防和避免冰災(zāi),做出正確合理的除冰融冰決策具有重要意義。本項目依據(jù)氣象規(guī)范設(shè)計了電線積冰自動觀測系統(tǒng),希望既能滿足氣象部門自動化觀測需求,提高觀測效率,還能為電力部門常規(guī)電線積冰觀測和電網(wǎng)布局走線選址提供重要參考數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)通過自動測量東西和南北兩個方向的電力導(dǎo)線重量變化量來判定電線積冰重量,同時還對溫度、氣壓和風(fēng)速風(fēng)向等氣象要素進行觀測。試驗站點分別位于川西走廊的泥巴山、二郎山、龍王廟等地。文章利用不同觀測站點的觀測資料進行數(shù)據(jù)處理和分析,主要完成了電線積冰重量數(shù)據(jù)的濾波處理,討論了電線積冰與所觀測的氣象要素之間的關(guān)聯(lián)度,分析了電線積冰重量數(shù)據(jù)的奇異性,最后就電線積冰與氣象要素之間的回歸預(yù)測效果展開討論。在對電線積冰重量數(shù)據(jù)進行濾波處理時,使用小波變換方法、擴展卡爾曼和無跡卡爾曼濾波方法對其進行處理并對比單一濾波方法的濾波效果,結(jié)果表明,單一的濾波方法均能較好抑制原始信號中的噪聲干擾,但小波和無跡卡爾曼濾波方法的濾波效果優(yōu)于擴展卡爾曼濾波方法;再使用無跡卡爾曼濾波后的數(shù)據(jù)進行小波濾波處理,根據(jù)信噪比、均方根誤差和平滑度指標(biāo)對比四種濾波方法的濾波效果,認為經(jīng)無跡卡爾曼濾波和小波濾波兩次濾波的效果優(yōu)于單一濾波方法效果。在數(shù)據(jù)分析方面,分析了電線積冰與溫度、氣壓和風(fēng)速之間的灰色綜合關(guān)聯(lián)度,結(jié)果表明三種氣象要素均與電線積冰有很強的關(guān)聯(lián)性,泥巴山站點溫度、氣壓和風(fēng)速與電線積冰重量數(shù)據(jù)的平均灰色綜合關(guān)聯(lián)度分別為0.632,0.594和0.555;二郎山站點分別為0.565,0.530和0.525;龍王廟站點為0.605,0.575和0.516,溫度對電線積冰影響最大,其次為氣壓和風(fēng)速。風(fēng)向與電線積冰間的關(guān)系分析結(jié)果表明:靜風(fēng)條件下,風(fēng)向?qū)﹄娋�積冰影響不明顯,在具有合適風(fēng)速的非靜風(fēng)條件下,風(fēng)向有利于迎風(fēng)走向?qū)Ь�電線積冰的增長,對順風(fēng)走向?qū)Ь�影響較小。通過對電線積冰重量數(shù)據(jù)的奇異性分析,認為氣象因素是導(dǎo)致電線積冰重量數(shù)據(jù)產(chǎn)生突變的主要原因,電線積冰自然脫落和系統(tǒng)自身原因以及外部環(huán)境干擾也會造成電線積冰重量數(shù)據(jù)出現(xiàn)奇異性,但影響較小�；谥С窒蛄繖C理論分析了電線積冰與氣象要素的回歸預(yù)測效果,東西方向上,原始數(shù)據(jù)和回歸預(yù)測數(shù)據(jù)的均方誤差為0.0075,相關(guān)系數(shù)為0.859;南北方向上,均方誤差為0.0055,相關(guān)系數(shù)為0.923。根據(jù)相關(guān)系數(shù)和相對誤差等指標(biāo),認為基于SVM的電線積冰-氣象要素回歸預(yù)測曲線能夠較好地反映電線積冰發(fā)展趨勢,且當(dāng)電線積冰的發(fā)展較為平穩(wěn)時預(yù)測效果較好。
【圖文】：

量方式也具有成本高、結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜等不足之處。電線積冰是國內(nèi)外監(jiān)測電線積冰的一種重要方法，的導(dǎo)線舞動情況，只需測量穩(wěn)態(tài)和近似穩(wěn)態(tài)覆冰，值的突變現(xiàn)象予以排除，國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)目前的在電線積冰在線監(jiān)測企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所有的電線積冰于架空導(dǎo)線來說，在絕緣子串和塔桿的橫臂之間安絕緣子串的拉力和傾角進而推算電線的積冰情況，，重傳感器容易受到輸電線路的電磁干擾而影響測量重法的電線積冰觀測系統(tǒng)參考氣象局《地面氣象觀測對系統(tǒng)的電磁干擾。擇“稱重-模擬真實導(dǎo)線法”進行設(shè)計。本系統(tǒng)基于，分別在東西、南北兩個方向的積冰架上懸掛稱重為了能最大程度地反映電線的積冰情況，與氣象部冰觀測載體不同，本次設(shè)計使用電力部門電網(wǎng)線路載體，用于模擬觀測的導(dǎo)線見圖 2-1。

圖 3-3 電線積冰自動觀測系統(tǒng)及機箱內(nèi)部實物圖3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)采集各觀測要素傳感器數(shù)據(jù)，經(jīng)采集器處理后通過無線方式進行數(shù)據(jù)傳輸。本系統(tǒng)基于 Visual Studio 2010 使用 C#語言編寫數(shù)據(jù)接收入庫軟件和數(shù)據(jù)查詢顯示軟件，數(shù)據(jù)的存儲依賴 SQL 2008 實現(xiàn)。其中數(shù)據(jù)接收入庫軟件僅需在服務(wù)器端安裝使用，一般用戶僅通過數(shù)據(jù)查詢顯示客戶端即可查詢所需測站的數(shù)據(jù)。3.2.1 數(shù)據(jù)接收入庫程序設(shè)計數(shù)據(jù)接收入庫軟件基于 C#語言網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)實現(xiàn)，基于 UDP 協(xié)議完成本設(shè)計[54,55]。UDP 協(xié)議是一種無連接的傳輸層協(xié)議，在該協(xié)議下，數(shù)據(jù)的傳輸速度較快而且該協(xié)議不僅支持一對一通信，同時也支持一對多的通信方式。使用 UDP 協(xié)議來設(shè)計電線積冰自動觀測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收入庫程序能夠滿足多站點數(shù)據(jù)的收集入庫需求。數(shù)據(jù)接收入庫程序通過 UDP 協(xié)議從使用的阿里云服務(wù)將數(shù)據(jù)存入本地工作
【學(xué)位授予單位】：成都信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM752

【參考文獻】

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本文編號：2639599