選線基于風(fēng)險(xiǎn)的長(zhǎng)輸油氣管道選線優(yōu)化方法

長(zhǎng)輸油氣管道選線是復(fù)雜的多目標(biāo)決策問(wèn)題 ，控制事故風(fēng)險(xiǎn)、降低建設(shè)成本是選線的兩個(gè)主要目標(biāo)。用多目 標(biāo)決策理論，以選擇風(fēng)險(xiǎn)可接受且建設(shè)成本較低的路線為優(yōu)化目標(biāo)，提出了長(zhǎng)輸油氣管道選線優(yōu)化方法。通過(guò)研 究?jī)?yōu)化目標(biāo)的計(jì)算方法，分析選線的約束條件，確定網(wǎng)格劃分的精度及范圍，建立了選線優(yōu)化模型，運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī) 劃算法求解該模型并進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用 。

選線選線目標(biāo)

事故風(fēng)險(xiǎn)和建設(shè)成本是長(zhǎng)輸油氣管道選線的2 個(gè)關(guān)鍵因素，將其作為管道選線的2 個(gè)優(yōu)化指標(biāo)，目標(biāo)是選擇風(fēng) 險(xiǎn)可接受且建設(shè)成本較低的路線 。

選線選線約束條件

根據(jù)長(zhǎng)輸油氣管道總體建設(shè)目標(biāo)，結(jié)合上述限制條件，可以大致確定管道的走向 、不能經(jīng)過(guò)的區(qū)域以及關(guān)鍵控制點(diǎn)，在一定程度上控制了風(fēng)險(xiǎn)。社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)是‘以曲線的形式進(jìn)行表示，不能以單一數(shù)值反映特定區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)水平，因此不宜將其作為約 束條件，由個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和人員數(shù)量計(jì)算得到的p，將風(fēng)險(xiǎn)水平轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)區(qū)間 ，是2個(gè)優(yōu)化 目標(biāo)之一，也不能作為約束條件。

選線路線優(yōu)化

1）長(zhǎng)輸油氣管道個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和村莊或建（ 構(gòu)）筑物的搬遷情況可作為選線的約束條件。根據(jù)中國(guó)對(duì)管道安全距離的規(guī)定，通過(guò)重新定義居住類高密度人員場(chǎng)所和敏感區(qū)域周邊局部范圍的地形地貌類型，可以限定管線的走向并有效控制選線方案中特殊區(qū)域的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)。

2）路線優(yōu)化因受到長(zhǎng)輸油氣管道沿線地形地貌、人口分布和敏感區(qū)域存在位置等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致事故風(fēng)險(xiǎn) 目標(biāo)和建設(shè)成本目標(biāo)在最優(yōu)路線方案中的重要度發(fā)生變化，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的權(quán)重分配講行調(diào)整。

小電流接地故障選線定位問(wèn)題在現(xiàn)場(chǎng)一直沒(méi)有得到徹底解決。不少情況下，仍用傳統(tǒng)的順序拉閘法和目測(cè)巡線法查找故障線路和故障點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年的研究，已有多種不同的選線原理問(wèn)世，并有多種實(shí)用化裝置投入運(yùn)行，取得了一定的應(yīng)用效果。但是，由于各種查找單相接地故障的保護(hù)裝置主要利用了較小的特征量作為判據(jù)，準(zhǔn)確率較低。為基于單相接地故障穩(wěn)態(tài)量的典型選線定位原理，利用零序電流、零序電壓的幅值和相位關(guān)系構(gòu)成判據(jù)，判據(jù)特征量較小。為基于單相接地故障暫態(tài)量的選線定位原理，雖然故障的暫態(tài)量比穩(wěn)態(tài)量大很多倍，但有故障電氣量存在時(shí)間短不易采集故障數(shù)據(jù)的缺陷。為基于外加診斷信號(hào)的選線定位原理，該類原理開辟了小電流接地故障選線定位原理的新蹊徑，以“S注入法”為代表，因從母線PT 的二次側(cè)向故障相注入特殊的交流信號(hào)，受母線 PT 容量的限制，注入的判據(jù)信號(hào)較微弱。為利用信息融合理論的綜合性選線定位判據(jù)，盡管各種選線原理一定程度上能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短，但每一種選線原理仍然是依據(jù)較小的判據(jù)特征量，特別是高過(guò)渡電阻故障時(shí)，判據(jù)特征量更小，不能從本質(zhì)上提高選線定位的準(zhǔn)確率。

選線注入半波直流的選線定位原理

為增大選線定位判據(jù)特征量，根據(jù)小電流接地故障中性點(diǎn)對(duì)地電壓的變化特征，提出從系統(tǒng)中性點(diǎn)處向故障系統(tǒng)注入半波直流電流，由中性點(diǎn)對(duì)地電壓為直流發(fā)生裝置提供電源，直流發(fā)生裝置由高壓硅堆 D、限流電阻 R 和投切開關(guān) K_d 構(gòu)成，接于接地變一次側(cè)中性點(diǎn)。直流發(fā)生裝置僅在單相接地故障發(fā)生后短時(shí)投入，選線定位結(jié)束后即切除。

發(fā)生接地故障時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電壓不為 0，直流發(fā)生裝置投入后，將會(huì)產(chǎn)生半波直流電流，對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，該直流電流在系統(tǒng)中性點(diǎn)、接地線路接地相、接地點(diǎn)和大地之間形成回路；對(duì)消弧線圈接地系統(tǒng)，消弧線圈對(duì)地支路有半波直流電流流通?？梢?，只有故障饋線中變電站至接地點(diǎn)的線路中有直流電流流通，而非故障饋線中沒(méi)有該直流電流。因此，通過(guò)對(duì)半波直流電流尋蹤可實(shí)現(xiàn)故障選線和定位，即為注入半波直流的選線定位原理。

選線直流電流詳細(xì)分析

針對(duì)小電流接地故障選線定位判據(jù)數(shù)值小導(dǎo)致選線準(zhǔn)確率低和定位困難的現(xiàn)狀，以增大判據(jù)特征量為思路，在詳細(xì)分析了小電流接地故障時(shí)中性點(diǎn)對(duì)地電壓變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出了注入半波直流的選線定位原理。對(duì)注入的直流電流進(jìn)行了詳細(xì)分析，對(duì)該原理的抗過(guò)渡電阻能力及其對(duì)配電網(wǎng)的影響進(jìn)行了分析，得出如下結(jié)論：

（1）該原理能夠適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和消弧線圈接地系統(tǒng)。對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，具有很高的抗過(guò)渡電阻能力和較高的選線定位靈敏度；對(duì)消弧線圈接地系統(tǒng)，抗過(guò)渡電阻能力和選線定位靈敏度降低，可通過(guò)調(diào)節(jié)直流發(fā)生裝置的限流電阻提高靈敏度。

（2）注入的直流電流不影響配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。注入直流電流的大小以半波直流電流的檢測(cè)精度為條件，即在滿足半波直流電流的檢測(cè)精度的前提下，可盡量減小注入直流電流的量值。

（3）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和仿真數(shù)據(jù)表明該選線定位原理的有效性?；谠撛淼倪x線定位裝置已投入現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行，選線定位準(zhǔn)確。

①根據(jù)國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防的需要和設(shè)計(jì)線在交通運(yùn)輸系統(tǒng)和鐵路網(wǎng)中的地位作用，以及在經(jīng)濟(jì)調(diào)查中獲取的該線客貨運(yùn)量資料，結(jié)合地區(qū)自然條件、資源分布、農(nóng)業(yè)發(fā)展等情況，規(guī)劃線路的基本走向，研究起訖點(diǎn)接軌方案，選定設(shè)計(jì)線的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（鐵路等級(jí)、正線數(shù)目、牽引種類、牽引質(zhì)量、限制坡度、路段列車設(shè)計(jì)行車速度、最小曲線半徑、到發(fā)線有效長(zhǎng)、機(jī)車交路和信聯(lián)閉設(shè)備等）；②根據(jù)沿線地形、地質(zhì)、水文等自然條件和城鎮(zhèn)、交通、農(nóng)田、水利設(shè)施等具體情況，設(shè)計(jì)線路的空間位置，確定線路平面坐標(biāo)和設(shè)計(jì)高程；③與鐵路設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)共同研究，正確布置線路上各種建筑物，如車站、橋梁、隧道、涵洞、路基擋土墻以及機(jī)務(wù)、車務(wù)、給排水、通信信號(hào)、動(dòng)力供應(yīng)、生產(chǎn)生活的房屋建筑等，確定其基本位置、規(guī)模和類型，使各種建筑物和設(shè)備在總體上相互協(xié)調(diào)配合，在全局上經(jīng)濟(jì)合理；④對(duì)于既有線改造，根據(jù)該線增長(zhǎng)的客貨調(diào)查運(yùn)量，研究適應(yīng)運(yùn)量增長(zhǎng)的各種技術(shù)改造措施，經(jīng)比選確定最佳改造方案，并進(jìn)行既有線平面、縱斷面改建設(shè)計(jì)及站場(chǎng)和相關(guān)運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)設(shè)備的改建設(shè)計(jì)，如需增設(shè)第二線則需做二線邊側(cè)選定，換邊和線間距設(shè)計(jì)及站場(chǎng)等的擴(kuò)建設(shè)計(jì)。

針對(duì)現(xiàn)有的供配電系統(tǒng)的故障選線方法存在故障識(shí)別率不高和可靠性難以定量分析的問(wèn)題，提出了一種基于改進(jìn)的希爾伯特黃變換(HHT)和信心度的供配電系統(tǒng)故障選線的新方法。

選線故障選線方法

出現(xiàn)了很多故障選線方法，在理論上故障選線的方法已經(jīng)相對(duì)成熟，但是在小電流接地系統(tǒng)中，每條饋線線路繁雜，真正能用到實(shí)際的選線技術(shù)少之又少。相對(duì)于故障穩(wěn)態(tài)分量，故障暫態(tài)分量包含的故障特征更明顯。采用小波算法處理故障行波信號(hào)，通過(guò)特征信號(hào)制定選線機(jī)制達(dá)到選線的目的。采用小波變換，分析提取到的暫態(tài)零序電流信號(hào)，通過(guò)奇異性分析實(shí)現(xiàn)故障選線。將信息熵應(yīng)用到故障信號(hào)特征向量的提取中，可以有效的排除干擾，正確地提取特征信號(hào)。

通過(guò)對(duì)研究成果的總結(jié)，提出了基于改進(jìn)HHT 變換和信心度的供配電系統(tǒng)故障選線新方法，提取每條饋線暫態(tài)零序電流分量在故障時(shí)刻的瞬時(shí)相角和幅值信息，通過(guò)比較相角關(guān)系制定故障選線投票機(jī)制。利用特征點(diǎn)瞬時(shí)幅值判斷投票的可信性，并制定了合理的選線信心度，得到故障選線結(jié)果。在 ATP/EMTP 中建立了仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證，針對(duì)不同故障工況，經(jīng)過(guò)大量的仿真和計(jì)算，表明該方法定義的選線信心度合理，大大提高了選線結(jié)果的正確性和可信度，為配電網(wǎng)小電流接地故障選線提供了重要的參考作用。

選線電力系統(tǒng)故障識(shí)別方法

針對(duì)小電流接地系統(tǒng)提出了一種基于改進(jìn)的HHT 和信心度配電網(wǎng)故障選線新方法。通過(guò)改進(jìn)的HHT 變換準(zhǔn)確提取故障特征量，利用瞬時(shí)特征量判斷投票的可信性。并制定了合理的選線信心度，然后進(jìn)行故障選線識(shí)別。經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證該方法選線正確率很高，計(jì)算時(shí)間極大縮短，并且不受過(guò)渡電阻、故障位置和故障初相角的影響，同時(shí)，為故障選線的結(jié)果提供了一個(gè)可靠性的度量，拓展了配電網(wǎng)故障選線的新思路，也為電力系統(tǒng)故障識(shí)別提供了重要的參考作用。 2100433B

鐵路選線是指在鐵路線路的控制點(diǎn)間，根據(jù)運(yùn)輸?shù)男枰妥匀粭l件，選出經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的最佳線路建設(shè)方案的過(guò)程及所涉及的技術(shù)。鐵道工程學(xué)科的一個(gè)分支。其任務(wù)是確定線路的平面位置和縱斷面位置，并確定車站和各種鐵路建筑的分布。

其依據(jù)有：線路的經(jīng)濟(jì)、政治和國(guó)防方面的意義；采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如機(jī)車牽引種類、線路限制坡度、最小曲線半徑、到發(fā)線有效長(zhǎng)度等；自然條件，包括地形、地質(zhì)、水文、氣象等。選線的步驟分：踏勘、初測(cè)、定測(cè)等。鐵路選線涉及多種專業(yè)，伴有大量野外工作和室內(nèi)的研究、分析、計(jì)算工作。近年來(lái)在鐵路選線中逐步采用了許多新的技術(shù)，如航測(cè)、衛(wèi)星遙感攝影、數(shù)字地面模型、全息地震儀以及利用計(jì)算機(jī)的智能選線技術(shù)、自動(dòng)繪圖和預(yù)概算自動(dòng)編制等。2100433B

本書主要內(nèi)容包括青藏鐵路地質(zhì)環(huán)境，多年凍土區(qū)地質(zhì)選線，活動(dòng)斷裂帶與強(qiáng)震區(qū)地質(zhì)選線，斜坡地質(zhì)災(zāi)害區(qū)鐵路選線，自然保護(hù)區(qū)鐵路選線，地?zé)?、風(fēng)沙及風(fēng)吹雪地區(qū)地質(zhì)選線。