覆冰导线舞动方程的建立及求解策略

作     者：刘辉 马增泰 林济铿 LIU Hui;MA Zengtai;LIN Jikeng

作者机构：国网安徽省电力有限公司安徽合肥230022 同济大学电子与信息工程学院上海200092 

出 版 物：《中国电力》 (Electric Power)

年 卷 期：2021年第54卷第7期

页      面：67-75页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(基于图论的智能电网电力孤岛的模型和优化 51177107)。 

主　　题：覆冰导线 舞动 运动方程 位移 求解算法 

摘      要：架空导线的覆冰舞动是导致线路跳闸的重要因素,严重威胁着电力系统运行的安全性与稳定性,如何准确地描述其位移与频率的舞动规律就成为亟待解决的问题。基于拉格朗日原理建立了包括垂直、水平以及扭转的3自由度的舞动运动方程,使用模态摄动法描述导线舞动时各微元的相对位置关系,考虑到覆冰导线大幅舞动的几何非线性,使用Newmark-β法结合Newton-Raphson迭代求解覆冰导线舞动运动方程,并提出了有效的求解算法。由算例获得的舞动位移幅值及频率的数值解与实测值较为接近,从而证明了模型及算法的有效性。研究表明:覆冰导线舞动是一种以垂直运动为主的自激振动,其舞动频率十分接近于覆冰导线体系垂直振动的固有频率。在覆冰导线舞动的应变模型与气动力系数处理上有较大改进,且使用模态摄动法大大减少了计算量并提高了舞动位移的计算精度,从而为准确估计因舞动导致的线路跳闸概率计算奠定了良好的基础。