北极风电送出输电线路风、冰荷载初步探讨

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2017.06.049.07

中国电力 ›› 2017, Vol. 50 ›› Issue (6): 49-55.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2017.06.049.07

北极风电送出输电线路风、冰荷载初步探讨

杨风利¹, 张宏杰¹, 李正¹, 宋丽莉², 全利红²

1. 中国电力科学研究院,北京 100192；
2. 中国气象局公共气象服务中心,北京 100081

收稿日期:2017-01-20 出版日期:2017-06-20 发布日期:2017-07-12
作者简介:杨风利（1980-）,男,河北沧州人,博士,高级工程师,从事输电线路杆塔结构及防灾减灾研究工作。E-mail: fengli.yang@qq.com
基金资助:
国家电网公司科技资助项目（GCB17201500209）

Preliminary Discussion on Wind Loads and Accreted Ice Loads of Transmission Lines for Developing Wind Power in the Arctic Regions

YANG Fengli¹, ZHANG Hongjie¹, LI Zheng¹, SONG Lili², QUAN Lihong²

1. China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China;
2.CMA Public Metrological Service Center, Beijing 100081, China

Received:2017-01-20 Online:2017-06-20 Published:2017-07-12
Supported by:
; This work is supported by the Science and Technology Project of SGCC (No. GCB17201500209).

摘要/Abstract

摘要： 以10个北极地区国际交换站气温数据及模式分析得到的边界层高度变化规律为基础,对比分析了基本风压、风压高度变化系数与中低纬度地区的差异。-70 ℃温度下空气密度比-10 ℃温度下增加了29.7%;在北极年平均气温条件下,喀拉海沿岸地区的基本风压比标准空气密度对应的基本风压增大了7.3%~8.7%。北极地区大气边界层高度也比中低纬度地区大,使得风压高度变化系数有所减小,不计入边界层高度的变化,其取值偏于安全。提出了北极覆冰区输电线路需要考虑的荷载类型,给出了研究北极地区输电线路覆冰荷载的静动力分析模型。针对北极地区强风伴随低温条件的特点,结合IEC规范提出了北极地区输电线路风冰荷载概率组合建议。

关键词: 输电线路, 低温, 基本风压, 风压高度变化系数, 覆冰荷载, 风冰组合

Abstract: Based on the temperature data from ten International Exchange Stations and the varying trend of the boundary layer height determined by metrological model analysis, the reference wind pressure and the exposure factor in the Arctic regions were compared with those in mid-low latitude regions. The air density at -70 ℃ temperature is higher than the value at -10 ℃ temperature by 29.7%. At the average temperature in 20 years in a typical Arctic region(Karskoe More areas), the reference wind pressure is higher than the value at standard atmosphere pressure by 7.3% to 8.7%. The boundary layer height in the Arctic regions is higher than that in the mid-low latitude regions, which can induce the decrement of the exposure factor of wind pressure. If the effect of the boundary layer height is ignored, the exposure factor for wind pressure calculation is on the safety side. The typical load types of transmission lines in accreted ice areas of the Arctic areas were proposed. The static and dynamic analysis models for calculating ice loads of transmission lines in the Arctic regions were established. According to the climate feature of strong wind accompanying with extreme low temperature, the probabilistic combination method of wind load and accreted ice load based on IEC standard was suggested.

Key words: transmission lines, low temperature, reference wind pressure, exposure factor, accreted ice load, combination of wind load and ice load

中图分类号:

TM753

杨风利, 张宏杰, 李正, 宋丽莉, 全利红. 北极风电送出输电线路风、冰荷载初步探讨[J]. 中国电力, 2017, 50(6): 49-55.

YANG Fengli, ZHANG Hongjie, LI Zheng, SONG Lili, QUAN Lihong. Preliminary Discussion on Wind Loads and Accreted Ice Loads of Transmission Lines for Developing Wind Power in the Arctic Regions[J]. Electric Power, 2017, 50(6): 49-55.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.electricpower.com.cn/CN/10.11930/j.issn.1004-9649.2017.06.049.07

https://www.electricpower.com.cn/CN/Y2017/V50/I6/49

参考文献

[1] 刘振亚. 全球能源互联网[M]. 北京：中国电力出版社,2015.
[2] 曲探宙,吴军,张海文,等. 北极问题研究[M]. 北京：海洋出版社,2011.
[3] 雷国良,朱芸,李志忠,等. 北极地区20世纪温度变化趋势的不确定性[J]. 亚热带资源与环境学报,2012（1）：34-39.
LEI Guoliang, ZHU Yun, LI Zhizhong, et al . Uncertainty of temperature variability in the arctic of the 20th century[J]. Journal of Subtropical Resources and Environment, 2012(1): 34-39.
[4] 陆龙骅,卞林根,效存德,等. 近20年来中国极地大气科学研究进展[J]. 极地研究,2011,23（1）：1-10.
LU Longhua, BIAN Lingen, XIAO Cunde, et al . Progresses of research on polar meteorological sciences in china over the last third decades [J]. Polar Research, 2011, 23(1): 1-10.
[5] 李响,张占海,王辉,等. 北极大气边界层初步模拟试验[J]. 极地研究,2006,18（2）：75-86.
LI Xiang, ZHANG Zhanhai, WANG Hui, et al . Preumlnary numerical simulation for arctic atmosphere boundary layer[J]. Polar research, 2006, 18(2): 75-86.
[6] 刘宇,胡非,邹捍,等. 北极斯瓦尔巴德地区近地层大气观测研究I-平均场特征[J]. 气候与环境研究,2005（1）：92-100.
LIU Yu, HU Fei, ZOU Han, et al . An observation study of the surface layer atmosphere at Svalbard area of arctic, part I: characteristics of mean fields[J]. Climatic and Environmental Research, 2005(1): 92-100.
[7] MULLEMANN A, LUBKEN F J. Horizontal winds in the mesosphere at high latitudes [J]. Advances in Space Research, 2005, 35(11): 1890-1894.
[8] 俄罗斯能源局. 俄罗斯北极地区吉瓦级风电场选址及风能评估[R]. 莫斯科,2015.
[9] 建筑结构荷载规范：GB 50009—2012[S]. 北京：中国计划出版社,2012.
[10] 孝英干,范金晴. 湿度测量[M]. 北京：气象出版社,1990.
[11] 杨风利,张子富,杨靖波. 重冰区特高压杆塔不平衡张力分析[J]. 电网技术,2012,36（3）：234-240.
YANG Fengli, YANG Jingbo, ZHANG Zifu. Unbalanced tension analysis of tangent towers for UHV transmission lines located at heavy icing area [J]. Power System Technology, 2012, 36(3): 234-240.
[12] 杨风利,杨靖波,付东杰,等. 塔线系统脱冰跳跃动力响应分析[J]. 振动工程学报,2010,23（1）：86-93.
YANG Fengli, YANG Jingbo, FU Dongjie, et al . Analysis on dynamic responses of transmission tower-line system under ice shedding [J]. Journal of Vibration Engineering, 2010, 23(1): 86-93.
[13] YANG Fengli, YANG Jingbo, ZHANG Zifu, et al . Analysis on the dynamic responses of a prototype line from iced broken conductors [J]. Engineering Failure Analysis, 2014, 39(4): 108-123.
[14] 杨风利,杨靖波,付东杰,等. 输电线路导线舞动荷载分析[J]. 中国电机工程学报,2010,31（6）:102-107.
YANG Fengli, YANG Jingbo, FU Dongjie, et al . Analysis on the loads from galloping conductors of transmission lines[J]. Proceedings of the CSEE, 2010, 31(6): 102-107.
[15] 重覆冰架空输电线路设计技术规程：DL/T 5440—2009[S]. 北京：中国电力出版社,2009.

北极风电送出输电线路风、冰荷载初步探讨

Preliminary Discussion on Wind Loads and Accreted Ice Loads of Transmission Lines for Developing Wind Power in the Arctic Regions

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	宋智伟, 黄新波, 纪超, 张凡, 张烨. 基于PCSA-YOLOv7 Former的输电线路连接金具及其锈蚀检测方法[J]. 中国电力, 2024, 57(6): 141-152.
[2]	王传琦, 伍历文, 邓志斌, 邓伟锋, 杨彬. 时间累积架空输电线路覆冰预测模型与算法综述[J]. 中国电力, 2024, 57(6): 153-164, 234.
[3]	叶煜明, 钱琪琪, 万正东, 张继钢. 基于嵌入法与集成学习的线路工程造价预测[J]. 中国电力, 2024, 57(5): 251-260.
[4]	李瀚儒, 刘智健, 来立永, 黄凌宇, 丁施尹, 刘任, 唐波. 考虑气象参数预测误差条件分布的架空输电线路载流量概率预测方法[J]. 中国电力, 2024, 57(2): 103-114.
[5]	张健, 张朋, 徐惠, 宫铭辰, 王悦, 张静. 低温环境下高压断路器故障模拟[J]. 中国电力, 2023, 56(5): 153-162.
[6]	张业茂, 李妮, 周翠娟, 鲁浩男. 750 kV高海拔交流输电线路无线电干扰测试数据分析[J]. 中国电力, 2023, 56(2): 77-85.
[7]	李永胜, 杨加伦, 郑维刚, 刘彬, 高正旭. 辽宁省特定重现期舞动区域分布图绘制[J]. 中国电力, 2022, 55(8): 129-134.
[8]	胡京, 邓颖, 蒋兴良, 曾蕴睿. 输电线路覆冰垭口微地形的特征提取与识别方法[J]. 中国电力, 2022, 55(8): 135-142.
[9]	刘毅. 燃煤电厂烟气中SO₃排放控制中试研究[J]. 中国电力, 2022, 55(7): 201-208.
[10]	马爱清, 王洁, 毕永翔. 500 kV交流线路对并行±800 kV直流线路带电作业人员安全防护的影响[J]. 中国电力, 2022, 55(6): 128-136.
[11]	方春华, 陶玉宁, 张威, 智李, 李景. 实测风速分析模拟及微地形下杆塔风速修正方法[J]. 中国电力, 2022, 55(6): 146-153.
[12]	徐鑫, 方春华, 智李, 丁璨, 董晓虎, 程绳, 孙维, 陶玉宁. 线激光清除架空线路树障时温度和效率分析[J]. 中国电力, 2022, 55(5): 94-101.
[13]	毕洁廷. 计及山谷深度的输电线路雷电绕击率三维EGM研究[J]. 中国电力, 2021, 54(8): 91-97.
[14]	武建卫, 邵剑峰. 计及波速变化的反行波直流输电线路故障测距方法[J]. 中国电力, 2021, 54(5): 121-128.
[15]	何继勇, 周海阔, 朱仁勋. 高压输电线路在线监测设备无线供电磁耦合机构优化[J]. 中国电力, 2021, 54(5): 139-147,165.

模态框（Modal）标题

北极风电送出输电线路风、冰荷载初步探讨

Preliminary Discussion on Wind Loads and Accreted Ice Loads of Transmission Lines for Developing Wind Power in the Arctic Regions

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics