一、基本情况
获奖项目名称:输电塔-线耦联体系抗多灾分析评估理论与性能提升关键技术
主要完成单位:大连理工大学、广东电网有限责任公司电力科学研究院、山东大学、东北大学、南方电网科学研究院有限责任公司、中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司、海南电网有限责任公司输电运检分公司、广东电网有限责任公司湛江供电局
主要完成人:付兴、李宏男、田利、谢文平、李嘉祥、朱登杰、聂铭、黄增浩、杨礼东、张卓群、唐力、罗啸宇、夏云峰、吴慧锋
二、项目背景
电网基础设施是现代城市和经济体系的基石,为交通、通讯、供水等其他基础设施的运行提供可靠支撑。随着“碳达峰”“碳中和”战略的推进,我国对远距离电力输送的需求迅速增长,然而,输电塔-线体系需穿越强风、重冰、地震等灾害多发区,面临多重自然灾害的严峻考验。为提升电网系统在复杂灾害环境下的稳定性,大连理工大学联合广东电网有限责任公司电力科学研究院、山东大学等多家单位,围绕我国电网基础设施发展建设需求、聚焦输电塔-线耦联体系抗多灾关键技术瓶颈,历经十余年深入研究,取得了一系列关键性突破,为提升电网抗灾能力提供了重要技术支撑。
三、创新成果
项目组在国家自然科学基金创新研究群体项目、重点项目等课题资助下,取得了一批创新性研究成果,主要内容包括:
(1)输电塔-线耦联体系非线性振动响应分析理论。项目组提出了输电塔结构杆件及节点本构力学模型,建立了导地线多维动力响应计算方法,提出了输电塔-线体系耦联计算模型及自适应分析理论。该成果能够准确评估输电塔-线体系的抗灾性能,显著提高了体系非线性分析的计算效率。
(2)多灾害荷载作用模型与输电塔-线体系失效风险评估方法。项目组基于海量实测数据提出了考虑灾害间相关性的多灾联合概率分布模型,建立了输电塔-线耦联体系抗多灾分析评估方法,为输电线路的长期安全运行提供了科学设计方法与建议。
(3)输电塔-线体系抗多灾性能提升关键技术研发。为提高我国输电网系统在极端恶劣环境下的服役安全和可靠性,项目组提出了多种输电塔结构主/辅材加固技术,研发了低风阻导线、耗能金具等整套导地线性能提升技术,提出了适用于不同场景的位移放大型、电涡流型、碰撞型等减振技术。
四、推广应用
本项目的技术成果已在国内40余项重大输电工程中得到成功应用,包括世界最大跨度的舟山跨海超高压输电塔、白鹤滩-江苏±800kV特高压直流输电线路、老挝阿速坡省230kV输电线路和浙江乐清湾500kV大跨越输电线路等。相关技术成果已纳入《66kV及以下架空电力线路设计规范》(GB 50061-2010)、《电网风区分布图绘制技术导则》(DL/T 2237-2021)、《工业建筑振动控制设计标准》(GB 50190-2020)和《低风压架空导线》(NB/T 10667-2021)等标准规范,推动了我国输电塔-线体系设计、运维及抗多灾安全评价技术的体系化发展。项目研发的各类创新成果具有显著的经济效益和社会效益,为电网的高质量发展和国家“碳达峰”“碳中和”目标的达成提供了强有力的支持。