專利名稱：臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
輸電線路的安全可靠運(yùn)行與氣象、環(huán)境密切相關(guān)。首先，由于受到線路走廊環(huán)境制約等原因影響，線路設(shè)計(jì)日益緊湊，精細(xì)化，易受到氣象環(huán)境的影響；其次，近年來(lái)氣候時(shí)有惡化，對(duì)線路運(yùn)行預(yù)防惡劣氣象條件提出新的要求；另外，智能電網(wǎng)對(duì)輸電線路的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管理提出了新的需要。因此，有必要研究臺(tái)風(fēng)等外部災(zāi)害對(duì)于輸電線路的影響，評(píng)估線路故 障概率，加強(qiáng)輸電線路的氣象環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理，為電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行提供必要的技術(shù)支撐。對(duì)于臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障概率的評(píng)估涉及線路內(nèi)外部各種因素。相關(guān)因素的數(shù)量眾多且機(jī)理復(fù)雜，很多因素?zé)o法精確確定(如局部微氣象等)甚至無(wú)法近似地確定(如桿塔的基礎(chǔ)、各構(gòu)件的強(qiáng)度等)，因而用于評(píng)估線路風(fēng)荷載與線路強(qiáng)度的模型、參數(shù)的有效性也無(wú)法保證。因此，這類解析方法，如試圖通過(guò)實(shí)時(shí)風(fēng)荷載模型分析線路故障概率的方法，很難應(yīng)用于實(shí)際的輸電線路故障概率評(píng)估。基于歷史數(shù)據(jù)的擬合方法，則過(guò)于依賴于歷史數(shù)據(jù)及其準(zhǔn)確性，而目前難以獲取可靠的歷史數(shù)據(jù)，因此該方法在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際工程。采用本說(shuō)明書(shū)所述的方法進(jìn)行評(píng)估，則不依賴于歷史數(shù)據(jù)的大量積累，也不必進(jìn)行復(fù)雜且可信度不高的風(fēng)荷載以及桿塔強(qiáng)度計(jì)算，能夠考慮各種因素(特別是無(wú)法精確量化的因素)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。近年來(lái)，自然災(zāi)害發(fā)生的頻率逐步增高，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的威脅越來(lái)越大，但目前還沒(méi)有滿足在線安全分析與預(yù)警要求的概率量化評(píng)估技術(shù)，因此急需進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服評(píng)估風(fēng)荷載與桿塔強(qiáng)度時(shí)模型、參數(shù)不可靠的缺點(diǎn)，以及數(shù)據(jù)擬合方法過(guò)于依賴歷史數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)，提供一種能夠考慮各種無(wú)法精確計(jì)算因素的，能夠體現(xiàn)無(wú)法精確描述的故障機(jī)理的，臺(tái)風(fēng)引發(fā)線路故障概率量化評(píng)估方法。本方法考慮臺(tái)風(fēng)引發(fā)線路故障的四種途徑，對(duì)每種途徑，分別提取影響線路故障概率的指標(biāo)并量化評(píng)估，根據(jù)各種途徑下故障發(fā)生的機(jī)理，建立相應(yīng)的概率模型，確定輸入指標(biāo)與各類故障概率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。最后綜合各途徑下的故障概率得到線路總的故障概率。具體地說(shuō)，本發(fā)明是采取以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，包括下列步驟I)在控制中心匯總實(shí)時(shí)的臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)和實(shí)況信息、一般氣象預(yù)報(bào)和實(shí)況信息、實(shí)時(shí)的電網(wǎng)工況信息；2)采用數(shù)學(xué)建模技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)描述沿線路的地理特征和周邊環(huán)境特征及其對(duì)于風(fēng)速、風(fēng)向的影響，根據(jù)地理特征和周邊環(huán)境特征將線路分段，具有相同地理特征和周邊環(huán)境特征的線路為一段。
3)對(duì)于每段線路，將氣象、臺(tái)風(fēng)與電網(wǎng)工況信息結(jié)合各線路的靜態(tài)參數(shù)，評(píng)估其各類動(dòng)態(tài)變量，包括 處于大風(fēng)圈線路所受平均風(fēng)速(未必垂直于線路)Va ； 處于大風(fēng)圈線路所受的垂直風(fēng)速Vv ； 線路處于大風(fēng)圈部分的長(zhǎng)度Lw ； 線路受大風(fēng)圈影響的持續(xù)時(shí)間(須考慮之前時(shí)段的數(shù)據(jù))Tk ； 線路平均降雨量(系數(shù))％;雨量系數(shù)以影響較小的小雨為基準(zhǔn)(值為1)，根據(jù)中(L 05)、大雨(I. I)增加系數(shù)。該評(píng)估方法中用到的其它靜態(tài)信息包括 線路最大設(shè)計(jì)風(fēng)速Vd; 采用數(shù)學(xué)建模技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)所評(píng)估出的沿線的地形特征和周邊環(huán)境特征，沿線地形(是否加強(qiáng)風(fēng)力)、周邊環(huán)境(線路交叉、森林、居住區(qū)、空曠)系數(shù)a。；其中，地形系數(shù)以不影響風(fēng)力的平原地形為基準(zhǔn)(值為I)，遇風(fēng)口等加強(qiáng)風(fēng)力的地形調(diào)高系數(shù)(I I. 3);遇削弱風(fēng)力的地形調(diào)低系數(shù)(0. 8 I);周邊環(huán)境系數(shù)以空曠環(huán)境為基準(zhǔn)(值為I)，并根據(jù)沿線工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、樹(shù)木、交叉線路的數(shù)量增加系數(shù)(I 2); 桿塔兩側(cè)檔距系數(shù)a d，取實(shí)際檔距與基準(zhǔn)值的比值的倒數(shù)； 桿塔安全系數(shù)3 t ； 絕緣子重量(規(guī)格化系數(shù))a g，取為絕緣子重量與基準(zhǔn)值之比的倒數(shù)； 串長(zhǎng)(規(guī)格化系數(shù))Ci1，取為串長(zhǎng)與基準(zhǔn)值之比； 受風(fēng)表面積(規(guī)格化系數(shù))a s，取為表面積與基準(zhǔn)值之比；籲線路服役時(shí)間(系數(shù))a y ; 自立還是拉線塔(系數(shù))a zl ;4)根據(jù)每段線路的地理特征和周邊環(huán)境特征結(jié)合風(fēng)的方向計(jì)算線路和桿塔上所受實(shí)際風(fēng)速、風(fēng)向值。對(duì)平原地形，線路的實(shí)際風(fēng)速依據(jù)規(guī)程風(fēng)壓高度變化系數(shù)和公式計(jì)算得到。 對(duì)無(wú)遮擋的迎風(fēng)坡、風(fēng)沿山谷方向吹時(shí)山谷內(nèi)的坡面，首先將吹向山坡的水平風(fēng)V分解為平行于山坡走向的順坡風(fēng)Vs = VcosP 為水平風(fēng)與山坡走向的夾角)和垂直于山坡走向的向坡風(fēng)Vt = V sin @，其中Vt受到山坡的抬升作用將增大，根據(jù)風(fēng)速風(fēng)壓高度變化系數(shù)和公式計(jì)算得到V' t;然后由V',得到垂直于斜面的風(fēng)速Vt2 = V' tsina (a為山坡的地形傾角)和平行于斜面的風(fēng)速Vtl = V' tcos a，其中Vt2受山坡的影響，在斜面上形成氣流，將Vtl與斜面直接的夾角改為p-a 為氣流坡度)，從而得到新的平行于斜面的風(fēng)速=Vtl coS(0-a)，垂直于斜面的風(fēng)速忽略；最后計(jì)算得到作用于線路的實(shí)際風(fēng)速
Va =」VS2 + Vt2ly以及Va與山坡走向的夾角0 = arccos (VaAi) 對(duì)風(fēng)垂直山谷走向吹時(shí)山谷中各坡面、無(wú)遮擋迎風(fēng)坡的背風(fēng)坡，待求點(diǎn)處的風(fēng)速利用已知點(diǎn)的風(fēng)速和權(quán)重函數(shù)來(lái)插值求解。其中，權(quán)重函數(shù)w(r，h) = l/rahb，r為待求點(diǎn)與已知點(diǎn)之間的距離，指數(shù)a和b為非負(fù)數(shù)，h表示已知點(diǎn)與待求點(diǎn)之間地形高度變化的總
量。那么，待求點(diǎn)的風(fēng)速^ = ^jWjVfs /YjWj (j 關(guān) i，i，j = i，2，A , n),其中
;=i / ;=i v, vj分別是待求點(diǎn)和已知點(diǎn)點(diǎn)風(fēng)速，n為相關(guān)點(diǎn)的總數(shù)。其它地形(峽谷風(fēng)道口和山谷形狀變化等)，地形系數(shù)以不影響風(fēng)力的平原地形為基準(zhǔn)(基準(zhǔn)值為I)，風(fēng)口、山谷空間減小等加強(qiáng)風(fēng)力的地形系數(shù)為I 1.3 ;山谷空間增大等削弱風(fēng)力的地形系數(shù)為0. 8 I。5)評(píng)估異物掛線導(dǎo)致故障的概率。對(duì)于每段線路，將該段線路的Va、Lw、Tk相乘，得到該段線路臺(tái)風(fēng)量能指標(biāo)Ewl = VaLwTk。將地形和周邊環(huán)境系數(shù)、雨量系數(shù)相乘，成為環(huán)境系數(shù)a = a 以分段非線性函數(shù)f(a，Ewl)模擬該段線路的發(fā)生異物掛線的概率，根據(jù)各段線路的異物掛線概率計(jì)算整條線路的異物掛線概率Pi。6)評(píng)估發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò)的概率。以桿塔為單位，計(jì)算線路垂直風(fēng)速修正值與設(shè)計(jì)風(fēng)速的比值(簡(jiǎn)稱風(fēng)速比)Ed= (Vv ac)/(Vd ^t);檔距系數(shù)、服役時(shí)間系數(shù)與環(huán)境系數(shù)相乘，得到輔助系數(shù)a = a da gaiasc^，以分段非線性函數(shù)f (a，Ed)模擬桿塔的風(fēng)偏閃絡(luò)概率。根據(jù)各桿塔的風(fēng)偏閃絡(luò)概率計(jì)算線路的風(fēng)偏閃絡(luò)概率P2。 7)評(píng)估發(fā)生斷線的概率。對(duì)于每段線路，計(jì)算該段線路垂直風(fēng)速修正值與設(shè)計(jì)風(fēng)速的比值(簡(jiǎn)稱風(fēng)速比)Ed = (Vva c)/(Vd& t);其它歷史環(huán)境系數(shù)a =，其中 a ws = Va/VB, affL = Lw/Lb，aTO = Tk/TB，VB、LB、Tb 是用于將 Va、Lw、Tk 規(guī)格化的基準(zhǔn)值。以分段非線性函數(shù)f(a，Ed)模擬該段線路發(fā)生斷線故障的概率，根據(jù)各段線路的斷線概率計(jì)算整條線路發(fā)生斷線的概率P3。8)評(píng)估發(fā)生倒塔的概率。以桿塔為單位，計(jì)算桿塔兩側(cè)線路垂直風(fēng)速修正值與設(shè)計(jì)風(fēng)速的比值(簡(jiǎn)稱風(fēng)速比)Ed= (a JeVvV(^tVd)，桿塔動(dòng)態(tài)脆弱度指標(biāo)Es = a zl a y,以分段非線性函數(shù)f(Es，Ed)模擬發(fā)生倒塔故障的概率。綜合各桿塔的倒塔概率得到整條線路發(fā)生倒塔的概率P4。9)基于四種故障概率推算得到整條線路的故障概率p = I-(I-P1) (I-P2) (I-P3)(I-P4)。10)根據(jù)采集裝置記錄的相關(guān)信息，保存運(yùn)行過(guò)程中線路跳閘信息，宏觀的氣象信息，自動(dòng)氣象裝置采集的局部風(fēng)速、風(fēng)力、風(fēng)向值及其它微氣象信息，導(dǎo)線、桿塔或絕緣子的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等。11)按線路故障概率的大小，對(duì)所有線路進(jìn)行排序。篩選出線路故障概率比較大的線路，為廣域測(cè)量分析保護(hù)控制系統(tǒng)提供風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備集。本發(fā)明的有益效果如下本方法定量評(píng)估風(fēng)致輸電線路故障的內(nèi)部及外部因素，根據(jù)臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的機(jī)理建立合理的概率模型描述相關(guān)內(nèi)、外部因素與線路故障的關(guān)系。使得風(fēng)致線路故障概率評(píng)估不必依賴于歷史數(shù)據(jù)的積累，也不必進(jìn)行復(fù)雜且可信度不高的風(fēng)荷載以及桿塔強(qiáng)度計(jì)算，且能夠考慮各種相關(guān)的影響因素(特別是無(wú)法精確量化的因素)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。因此，本方法極大地推動(dòng)了輸電線路風(fēng)險(xiǎn)管理，提高了電力系統(tǒng)防御外部災(zāi)害的能力。


圖I兩點(diǎn)間地形起伏示意圖。圖2給定值時(shí)的線路的異物掛線概率模型。圖3給定值時(shí)桿塔的風(fēng)偏閃絡(luò)概率模型。
圖4給定值時(shí)線路的斷線概率模型。圖5給定值時(shí)桿塔的倒塔概率模型。圖6評(píng)估臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障概率的流程。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖5，對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)描述。圖5中步驟I描述的是在控制中心匯總實(shí)時(shí)的臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)和實(shí)況信息、一般氣象信息以及實(shí)時(shí)的電網(wǎng)工況信息；圖5中步驟2描述的是采用數(shù)學(xué)建模技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)描述沿線路的地理特征和周邊環(huán)境特征及其對(duì)于風(fēng)速、風(fēng)向的影響，根據(jù)地理特征和周邊環(huán)境特征將線路分段，具有相同地理特征和周邊環(huán)境特征的線路為一段。圖5中步驟3是對(duì)于每段線路，將氣象、臺(tái)風(fēng)與電網(wǎng)工況信息結(jié)合各線路的靜態(tài)參數(shù)，評(píng)估其各類動(dòng)態(tài)變量，包括 處于大風(fēng)圈線路所受平均風(fēng)速(未必垂直于線路)Va ； 處于大風(fēng)圈線路所受的垂直風(fēng)速Vv ； 線路處于大風(fēng)圈部分的長(zhǎng)度Lw ； 線路受大風(fēng)圈影響的持續(xù)時(shí)間(須考慮之前時(shí)段的數(shù)據(jù))Tk ； 線路平均降雨量(系數(shù))％;雨量系數(shù)以影響較小的小雨為基準(zhǔn)(值為1)，根據(jù)中(L 05)、大雨(I. I)增加系數(shù)。 線路實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，包括災(zāi)害期間的跳閘信息、實(shí)時(shí)的斷線倒塔信息。該評(píng)估方法中用到的其它靜態(tài)信息包括 線路最大設(shè)計(jì)風(fēng)速Vd; 采用數(shù)學(xué)建模技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)所評(píng)估出的沿線的地形特征和周邊環(huán)境特征，沿線地形(是否加強(qiáng)風(fēng)力)、周邊環(huán)境(線路交叉、森林、居住區(qū)、空曠)系數(shù)a。；其中，地形系數(shù)以不影響風(fēng)力的平原地形為基準(zhǔn)(值為I)，遇風(fēng)口等加強(qiáng)風(fēng)力的地形調(diào)高系數(shù)(I I. 3);遇削弱風(fēng)力的地形調(diào)低系數(shù)(0. 8 I);周邊環(huán)境系數(shù)以空曠環(huán)境為基準(zhǔn)(值為I)，并根據(jù)沿線工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、樹(shù)木、交叉線路的數(shù)量增加系數(shù)(I 2); 桿塔兩側(cè)檔距系數(shù)a d，取實(shí)際檔距與基準(zhǔn)值的比值的倒數(shù)； 桿塔安全系數(shù)3 t ； 絕緣子重量(規(guī)格化系數(shù))a g，取為絕緣子重量與基準(zhǔn)值之比的倒數(shù)； 串長(zhǎng)(規(guī)格化系數(shù))Ci1，取為串長(zhǎng)與基準(zhǔn)值之比； 受風(fēng)表面積(規(guī)格化系數(shù))a s，取為表面積與基準(zhǔn)值之比； 線路服役時(shí)間Ciy ; 自立還是拉線塔(系數(shù))a zl ;圖5中步驟4根據(jù)地理特征和環(huán)境特征修正背景風(fēng)速、風(fēng)向，得到線路和桿塔上所受實(shí)際風(fēng)速、風(fēng)向值。對(duì)平原地形，線路的實(shí)際風(fēng)速依據(jù)規(guī)程風(fēng)壓高度變化系數(shù)和公式計(jì)算得到。 對(duì)無(wú)遮擋的迎風(fēng)坡、風(fēng)沿山谷方向吹時(shí)山谷內(nèi)的坡面，首先將吹向山坡的水平風(fēng)V分解為平行于山坡走向的順坡風(fēng)Vs = VcosP 為水平風(fēng)與山坡走向的夾角)和垂直于山坡走向的向坡風(fēng)Vt = Vsin^，其中Vt受到山坡的抬升作用將增大，根據(jù)風(fēng)速風(fēng)壓高度變化系數(shù)和公式計(jì)算得到V' t;然后由V',得到垂直于斜面的風(fēng)速Vt2 = V' tsina(a為山坡的地形傾角)和平行于斜面的風(fēng)速Vtl = V' tcos a，其中Vt2受山坡的影響，在斜面上形成氣流，將Vtl與斜面直接的夾角改為p-a ( P為氣流坡度)，從而得到新的平行于斜面的風(fēng)速=Vtl coS(0-a)，垂直于斜面的風(fēng)速忽略；最后計(jì)算得到作用于線路的實(shí)際風(fēng)速
權(quán)利要求
1.臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法，包括下列步驟 1)在控制中心匯總實(shí)時(shí)的臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)和實(shí)況信息、一般氣象預(yù)報(bào)和實(shí)況信息、實(shí)時(shí)的電網(wǎng)エ況信息； 2)采用數(shù)學(xué)建模技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)描述沿線路的地理特征和周邊環(huán)境特征及其對(duì)于風(fēng)速、風(fēng)向的影響，根據(jù)地理特征和周邊環(huán)境特征將線路分段，具有相同地理特征和周邊環(huán)境特征的線路為一段； 3)對(duì)于每段線路，將氣象、臺(tái)風(fēng)與電網(wǎng)エ況信息結(jié)合各線路的靜態(tài)參數(shù)，評(píng)估其各類動(dòng)態(tài)變量，包括處于大風(fēng)圈的線路的長(zhǎng)度、持續(xù)時(shí)間、所受平均風(fēng)速、所受垂直風(fēng)速，線路平均降雨量(系數(shù))等； 4)對(duì)于每段線路，基于計(jì)算得到背景風(fēng)速、風(fēng)向(地面以上10米處的風(fēng)速、風(fēng)向)； 根據(jù)該段線路的地理特征和周邊環(huán)境特征修正背景風(fēng)速、風(fēng)向，得到線路和桿塔上所受實(shí)際風(fēng)速、風(fēng)向值； 5)對(duì)于每段線路，將處于大風(fēng)圈線路的長(zhǎng)度、持續(xù)時(shí)間、所受平均風(fēng)速相乘，得到臺(tái)風(fēng)量能指標(biāo)，將地形和周邊環(huán)境系數(shù)、雨量系數(shù)相乘，得到線路環(huán)境系數(shù)，采用分段非線性函數(shù)表示的異物掛線概率模型計(jì)算該段線路發(fā)生異物掛線的概率，根據(jù)各段線路的異物掛線概率計(jì)算整條線路的異物掛線概率； 6)以桿塔為單位，計(jì)算桿塔兩側(cè)線路段上以桿塔處地形系數(shù)修正后的垂直風(fēng)速值與設(shè)計(jì)風(fēng)速的比值(簡(jiǎn)稱風(fēng)速比)；桿塔雨量系數(shù)、檔距系數(shù)、服役時(shí)間系數(shù)與絕緣子相關(guān)系數(shù)相乘，得到輔助系數(shù)，采用分段非線性函數(shù)表示的桿塔風(fēng)偏閃絡(luò)概率模型計(jì)算桿塔發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò)的概率，綜合各桿塔的風(fēng)偏概率計(jì)算出整條線路的風(fēng)偏閃絡(luò)概率； 7)對(duì)于每段線路，計(jì)算該段線路垂直風(fēng)速修正值與設(shè)計(jì)風(fēng)速的比值(簡(jiǎn)稱風(fēng)速比)，將處于大風(fēng)圈線路的長(zhǎng)度、持續(xù)時(shí)間、所受平均風(fēng)速規(guī)格化后與雨量系數(shù)相乘得到歷史環(huán)境系數(shù)，采用分段非線性函數(shù)表示的斷線概率模型計(jì)算該段線路發(fā)生斷線的概率，根據(jù)各段線路的斷線概率計(jì)算整條線路發(fā)生斷線的概率； 8)以桿塔為單位，計(jì)算桿塔兩側(cè)線路垂直風(fēng)速修正值與設(shè)計(jì)風(fēng)速的比值(簡(jiǎn)稱風(fēng)速比)，將桿塔類型系數(shù)、雨量系數(shù)、環(huán)境系數(shù)相乘得到桿塔動(dòng)態(tài)脆弱度指標(biāo)，采用分段非線性函數(shù)表示的倒塔概率模型計(jì)算發(fā)生倒塔的概率，基于各桿塔的倒塔概率推算整條線路的倒塔概率； 9)基于四種故障概率推算得到整條線路總的故障概率； 10)根據(jù)采集裝置記錄的相關(guān)信息，保存運(yùn)行過(guò)程中線路跳閘信息，宏觀的氣象信息，自動(dòng)氣象裝置采集的局部風(fēng)速、風(fēng)力、風(fēng)向值及其它微氣象信息，導(dǎo)線、桿塔或絕緣子的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等； 11)按線路故障概率的大小，對(duì)所有線路進(jìn)行排序； 篩選出線路故障概率比較大的線路，為廣域測(cè)量分析保護(hù)控制系統(tǒng)提供風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備集。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法，其特征在于，步驟2)采用數(shù)學(xué)建模技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)描述沿線路的地理特征和周邊環(huán)境特征及其對(duì)于風(fēng)速、風(fēng)向的影響，根據(jù)地理特征和周邊環(huán)境特征將線路分段，具有相同地理特征和周邊環(huán)境特征的線路為一段。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法，其特征在于，步驟3)對(duì)于每段線路，將氣象、臺(tái)風(fēng)與電網(wǎng)エ況信息結(jié)合各線路的靜態(tài)參數(shù)，評(píng)估其各類動(dòng)態(tài)變量，包括處于大風(fēng)圈的線路的長(zhǎng)度、持續(xù)時(shí)間、所受平均風(fēng)速、所受垂直風(fēng)速，線路平均降雨量(系數(shù))等。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法，其特征在于，步驟4)對(duì)于每段線路，基于計(jì)算得到近地面的風(fēng)速、方向，根據(jù)該段線路的地理特征和周邊環(huán)境特征修正背景風(fēng)速、風(fēng)向，得到線路和桿塔上所受實(shí)際風(fēng)速、風(fēng)向值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法，其特征在于，步驟5)對(duì)于每段線路，將處于大風(fēng)圈線路的長(zhǎng)度、持續(xù)時(shí)間、所受平均風(fēng)速相乘，得到臺(tái)風(fēng)量能指標(biāo)，將地形和周邊環(huán)境系數(shù)、雨量系數(shù)相乘，得到線路環(huán)境系數(shù)，采用分段非線性函數(shù)表示的異物掛線概率模型計(jì)算該段線路發(fā)生異物掛線的概率，根據(jù)各段線路的異物掛線概率計(jì)算整條線路的異物掛線概率。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法，其特征在于，步驟6)以桿塔為單位，計(jì)算桿塔兩側(cè)線路段上以桿塔處地形系數(shù)修正后的垂直風(fēng)速值與設(shè)計(jì)風(fēng)速的比值(簡(jiǎn)稱風(fēng)速比)；桿塔雨量系數(shù)、檔距系數(shù)、服役時(shí)間系數(shù)與絕緣子相關(guān)系數(shù)相乗，得到輔助系數(shù)，采用分段非線性函數(shù)表示的桿塔風(fēng)偏閃絡(luò)概率模型計(jì)算桿塔發(fā)生風(fēng)偏閃絡(luò)的概率，綜合各桿塔的風(fēng)偏概率得到整條線路的風(fēng)偏閃絡(luò)概率。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法，其特征在于，步驟7)根據(jù)地形特征將線路分段，對(duì)于每段線路，計(jì)算以地形系數(shù)修正后的該段線路垂直風(fēng)速與設(shè)計(jì)風(fēng)速的比值(簡(jiǎn)稱風(fēng)速比)，將處于大風(fēng)圈線路的長(zhǎng)度、持續(xù)時(shí)間、所受平均風(fēng)速規(guī)格化后與雨量系數(shù)相乘得到歷史環(huán)境系數(shù)，采用分段非線性函數(shù)表示的斷線概率模型計(jì)算該段線路發(fā)生斷線的概率，根據(jù)各段線路的斷線概率計(jì)算整條線路發(fā)生斷線的概率。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法，其特征在于，步驟8)以桿塔為單位，計(jì)算桿塔兩側(cè)線路垂直風(fēng)速修正值與設(shè)計(jì)風(fēng)速的比值(簡(jiǎn)稱風(fēng)速比)，將桿塔類型系數(shù)、雨量系數(shù)、環(huán)境系數(shù)相乘得到桿塔動(dòng)態(tài)脆弱度指標(biāo)，采用分段非線性函數(shù)表示的倒塔概率模型計(jì)算發(fā)生倒塔的概率，基于各桿塔的倒塔概率推算整條線路的倒塔概率。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法，其特征在于，步驟9)綜合四種故障概率結(jié)果推算線路最終的故障概率。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的概率評(píng)估方法，其特征在于，步驟10)根據(jù)采集裝置記錄的相關(guān)信息，保存運(yùn)行過(guò)程中線路跳閘信息，宏觀的氣象信息，自動(dòng)氣象裝置采集的局部風(fēng)速、風(fēng)力、風(fēng)向值及其它微氣象信息，導(dǎo)線、桿塔或絕緣子的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等。
全文摘要
臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障概率的評(píng)估方法適用于對(duì)輸電線路受臺(tái)風(fēng)影響后的故障概率進(jìn)行評(píng)估。該方法主要包括輸電線路受臺(tái)風(fēng)和環(huán)境因素作用的量化評(píng)估以及臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致線路故障的概率建模兩個(gè)任務(wù)。前者主要評(píng)估臺(tái)風(fēng)引發(fā)輸電線路故障的途徑以及關(guān)鍵因素，包括內(nèi)因(線路的設(shè)計(jì)強(qiáng)度及狀態(tài)等)和外因(臺(tái)風(fēng)、地形、降雨等因素)；后者主要建立合理的故障概率模型，計(jì)算與關(guān)鍵因素的量化評(píng)估結(jié)果所對(duì)應(yīng)的線路故障概率。本方法避免了評(píng)估復(fù)雜的線路、桿塔的各類荷載以及實(shí)時(shí)的抗風(fēng)能力，同時(shí)考慮內(nèi)因和外因的影響以及各種故障途徑的特點(diǎn)，符合臺(tái)風(fēng)引發(fā)線路故障的機(jī)理，與廣域測(cè)量分析保護(hù)控制系統(tǒng)相結(jié)合，提高電力系統(tǒng)防御臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的能力。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102629294SQ20111045714
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者吳勇軍, 徐泰山, 方勇杰, 李碧君, 王昊昊, 薛峰, 薛禹勝, 謝云云 申請(qǐng)人:南京南瑞集團(tuán)公司, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院