2025年 02期
风电场风机覆冰气象研究及预警服务
陈正洪1,2;贺莉微1,2风机覆冰是影响风电场的最严重的自然灾害，影响风机覆冰的气象因素主要有环境温度、风速、相对湿度、水滴粒子直径等。湖北、广西、江西、陕西等省级气象部门陆续开展了风机覆冰影响评估和预报预警的技术研究和专业服务，如建立新能源气象服务数据库、搭建风机覆冰气象服务平台、构建风机覆冰预报模型、进行风机覆冰实验与数值模拟等，并取得了成效，对提高风电场防御气象灾害的能力、有效保障风电场安全运行起到积极的作用。建议气象部门未来重点开展风机覆冰监测、评估及预报（含功率预测）全链条气象研究，研发更具有针对性的风机覆冰气象服务产品及除冰设施等。
台风灾害中配电网重构的二阶段优化模型
吴龙腾1;郭乾1;吴杰康2;陈冠熹2针对我国东南沿海城市台风灾害频发，对配电网正常运行造成严重影响的问题，提出构建台风灾害中配电网重构的二阶段优化模型，对配电网进行区域划分，模拟台风对线路的影响，通过蒙特卡洛抽样得到故障线路集。在灾中阶段，系统处于降负荷运行时，进行配电网重构恢复部分重要负荷的正常供电；在灾后阶段，抢修队伍对故障线路进行修复，以负荷恢复量最大为目标函数，使用粒子群算法生成最优抢修顺序；在线路抢修过程中，协同故障抢修与配电网重构，以求在最短的时间内完成配电系统内所有负荷的正常供电。以IEEE 33配电系统为例进行仿真分析，结果表明，所提策略能够在台风灾害发生后，以最短的时间保证系统内的负荷供电。
近距型激光测风雷达测风数据质量随天气和高度衰变试验
夏欣欣1;陈正洪1,2;李斐1;王敏1;谢超1;唐明来1;许杨2;孟丹2;洪超汉2;林建伟3;唐彦军3为检验激光测风雷达测风数据的可靠性，基于两种近距型（300 m）激光测风雷达现场垂直探测数据、200 m测风塔测风数据及临近省级气象站的分钟降水数据，以数据完整性和水平风速准确性为主要衡量指标，综合评估了两种设备在不同天气下探测性能随高度增加的衰变及其差异性特征。结果表明，高度层的变化会影响降水时段内数据的完整率；激光测风雷达与测风塔测量风速有线性关系且相关性显著；两种设备各高度层影响时段平均偏差在0.2~0.3 m/s，非影响时段在-0.1~0.2 m/s。两种设备各风速区间平均绝对误差随风速变化呈“U”字形分布。小风或大风时，平均偏差和平均绝对误差均较大，但小风时为正偏差，大风时为负偏差，在风速中间段平均偏差较小。激光测风雷达测量效果和测风塔具有一致性，高度和风速大小对测量精度都有一定影响。
风电场测风塔气象观测数据质量检验与评估
舒晨阳1;杨艳超1;杨晓春1;王丹1;杨荃1;崔葛安2;陈正洪3根据2017—2024年陕西省12个风电场25个测风塔气象观测数据和风机轮毂上测风数据，在进行测风塔数据真实性检验的基础上，按照相关技术规范对数据完整率和有效数据完整率等指标进行计算，将有效数据完整率划分为5个等级，对数据质量进行评估，并对5个典型风电场的有效数据完整率时间变化特征进行分析，研究数据质量偏低的原因。结果表明，12个风电场气温的数据质量最高，风的数据质量尤其是测风塔风的数据质量最差；其中5个典型风电场测风塔各要素在冬季的有效数据完整率较差，这与冬季日平均气温低、冷空气活动频繁导致观测设备覆冰等现象有关。提出在易覆冰地区的风电场安装可加热融冰的测风设备以及对覆冰不敏感的超声测风设备或激光测风雷达等建议。
基于关联规则和熵权理论的架空输电线路滑坡孕灾环境敏感性评估
白剑锋1,2;唐融1,2;王正宇1,2;吴振1,2;黄松林3;张书林3为有效评估架空输电线路滑坡孕灾环境敏感性，提出一种基于关联规则与熵权理论的架空输电线路滑坡孕灾环境敏感性评估方法。首先，基于架空输电线路滑坡地质灾害历史数据，运用关联规则分析滑坡地质灾害与海拔高度、坡度、河网密度等评价因子的关联关系。其次，通过熵权理论量化各评价因子权重，构建综合敏感性矩阵。最后，利用高斯型隶属函数对架空输电线路滑坡孕灾环境风险等级进行划分，完成架空输电线路滑坡孕灾环境敏感性评估。为验证所提方法的可行性和有效性，以某电网220 kV MC线为研究对象，详细分析滑坡孕灾环境敏感性评估结果，并给出针对性的防范措施。
风电场覆冰线路气动特性及稳定性分析
王帅;朱永灿;刘宇鹏;张怡然针对风电场气候环境复杂，集电线路易受覆冰和大风的困扰，进而影响导线稳定性的问题，采用计算流体力学软件对扇形、D形和椭圆形三种覆冰线路的气体动力参数进行模拟计算，提取不同冰形在不同冰厚、不同风速和不同风攻角下的升力系数、阻力系数和力矩系数，分析不同覆冰情况下覆冰导线的气体动力特性和稳定性。结果表明，覆冰厚度对不同冰形导线气动系数影响不同，椭圆形覆冰导线气动系数受冰厚影响较小，扇形冰和D形冰会因冰厚发生变化引起气动系数不同程度的突变；风速变化对升力系数影响较大。随着覆冰厚度增加，各种冰形导线逐渐趋于不稳定；当风速越接近10 m/s时，覆冰导线稳定性越差；三种形状覆冰导线舞动稳定性相差较大，其中D形冰不稳定风攻角区域最大。
基于全生命周期的重冰区特高压线路导线安全系数研究
马海木呷1;马海云1;王杰2;罗鸣1;刘炯1为了合理选取特高压输电线路重冰区导线安全系数，提高线路安全性，调研了自2009年以来我国已投运特高压工程涉及重冰区段的导线型号及安全系数，分析了重冰区导线安全系数与弧垂、应力和铁塔质量的关系；基于三维空间力学对输电线路悬挂点安全系数受耐张串拉力的影响进行数值计算；最后基于全生命周期对重冰区交替段导线归并适应性进行分析。结果表明，随着导线安全系数的增大，铁塔质量单体减少，同时导线弧垂增大导致铁塔高度增加，铁塔单体质量增大，当导线安全系数达到某个临界点，铁塔质量有最优解；40 mm和60 mm特重冰区推荐导线安全系数分别为3.5和3.1；耐张串拉力对悬挂点安全系数的影响值通常在0.1~0.2；对较短的重冰区交替段导线可进行适当归并。
海上风电单桩基础三维潮流数值模拟
潘冬冬1,2;叶咏3;张灿亨1,2;李健华1,2;李争霖1,2为进一步研究局部冲刷，提供重要输入参数，指导海上风电单桩基础结构设计和局部防冲刷方案设计，采用MIKE 3 HD软件建立湛江东部海域三维水动力模型，采用实测数据验证，并模拟海上风电场和单桩基础附近平面和垂向潮流场。结果显示，风电场海域涨落潮期间，单桩基础对工程海域潮流场的影响范围较小，主要集中在单桩基础50 m内。桩基迎水面—背水面流速减弱，涨急流速减小0.1～0.5 m/s，落急流速减小0.1～0.7 m/s，背水面流速减小程度强于迎水面且范围大于迎水面；桩基两侧流速增大0.1～0.2 m/s，且增大幅度相近。垂向分布上，桩基迎水面—背水面存在明显的流速减弱区，减弱区内垂向流速大小基本一致，无明显分层现象，背水面影响范围是迎水面的2倍以上；桩基侧面存在明显的流速增强区，垂向流速存在明显的分层现象。
输电线路风致振动与档距分布、微气象数据的关联性研究
赵拥华1;彭刚2;岳宝鹏3;栾俊清1;张瑞强1为研究输电线路的风致振动特性及其与档距分布、微气象数据之间的关联性，采用PAVIC型传感器对输电线路风致振动进行长期监测，涵盖振动频率、幅度和持续时间等；收集输电线路周围200 m范围内的微气象数据，包括风速、风向、温湿度，并建立档距分布模型；运用Pearson相关性分析和有限元仿真方法，分析不同档距在微气象条件下的导线振动特性与影响机制。分析认为，风速与振动频率、幅度及持续时间呈显著正相关性，温度显著正向影响振动幅度；结合风荷载的时变特性，档距的均匀增加以及不均匀增加都会引起振动幅度的升高；风向对弯曲振幅的影响呈现出一定的波动性；湿度的升高对弯曲振幅有一定的抑制作用，呈负相关趋势。研究结果可为输电线路的设计与维护提供科学依据，通过优化档距并结合微气象数据可提高输电线路的稳定性，降低风致振动风险。