一种输电线路山火跳闸风险评估方法及装置与流程

本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种输电线路山火跳闸风险评估方法及装置。

背景技术：

近年来，随着高压长距离输电线路的大规模建设，越来越多的架空输电线路广泛分布于山野丛林，常跨越植被茂盛的山区。由于极端天气、烧荒、祭祀等自然、人为等因素的影响，架空输电线路走廊附近大范围山火灾害时有发生。架空输电线路下方发生山火时，输电线路间隙绝缘强度明显下降，受影响的线路长度很长，容易引发输电线路跳闸停运，造成巨大的经济损失，且山火条件下跳闸线路重合闸成功率低，给电网的安全运行造成严重威胁。

现有的输电线路山火跳闸风险的预测方法主要集中在获取山火的历史数据(包括卫星热点数据或人工上报的数据)，基于发生山火的历史数据进行预测，忽略了山火发生时的关键因素，导致输电线路山火跳闸风险的预测实时性不强、误差较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种输电线路山火跳闸风险评估方法，以解决现有技术中存在的输电线路山火跳闸风险的预测实时性不强、误差较大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种输电线路山火跳闸风险评估方法，包括以下步骤：

当输电线路的预设位置范围内发生山火时，获取山火发生位置的有效可燃物发热量、有效可燃物载量和山火蔓延速度，根据所述有效可燃物发热量、所述有效可燃物载量和所述山火蔓延速度计算输电线路走廊下方的火焰预测高度；

获取相邻杆塔间输电线路到地面的最短距离，根据所述输电线路走廊下方的火焰预测高度和所述相邻杆塔间输电线路到地面的最短距离的位置关系计算每段线路的山火跳闸概率；

获取同时处于山火中的线路段数，根据所述每段线路的山火跳闸概率和所述同时处于山火中的线路段数计算出整条输电线路的山火跳闸概率。

进一步地，所述输电线路走廊下方的火焰预测高度的计算公式为：

hf＝0.45i^0.46

i＝0.000049hwv

其中，hf为输电线路走廊下方的火焰预测高度，i为火线强度，h为有效可燃物发热量，w为有效可燃物载量，v为山火蔓延速度。

进一步地，所述每段线路的山火跳闸概率的计算公式为：

其中，pi为第i段输电线路的山火跳闸概率，pg为输电线路对地跳闸概率，pp为输电线路相间跳闸概率，η为火焰桥接高度，hf为输电线路走廊下方的火焰预测高度，d为相邻杆塔间输电线路到地面的最短距离。

进一步地，所述输电线路对地跳闸概率和输电线路相间跳闸概率的计算公式分别为：

其中，k为变异系数；u为预测击穿电压；u99g为输电线路对地99％概率击穿的电压；u99p为输电线路相间99％概率击穿的电压；ug为查表所得的输电线路对地99％概率击穿电压经过海拔和气象条件修正过后的击穿电压数值；up为查表所得的输电线路相间99％概率击穿电压经过海拔和气象条件修正过后的击穿电压数值。

进一步地，所述整条输电线路的山火跳闸概率的计算公式为：

其中，pa为整条输电线路的山火跳闸概率，n为同时处于山火中的输电线路段数，pi为第i段输电线路的山火跳闸概率。

本发明还提供了一种输电线路山火跳闸风险评估装置，包括：

火焰高度预测模块：用于当输电线路的预设位置范围内发生山火时，获取山火发生位置的有效可燃物发热量、有效可燃物载量和山火蔓延速度，根据所述有效可燃物发热量、所述有效可燃物载量和所述山火蔓延速度计算输电线路走廊下方的火焰预测高度；

输电线路山火跳闸概率计算模块：用于获取相邻杆塔间输电线路到地面的最短距离，根据所述输电线路走廊下方的火焰预测高度和所述相邻杆塔间输电线路到地面的最短距离的位置关系计算每段线路的山火跳闸概率；获取同时处于山火中的线路段数，根据所述每段线路的山火跳闸概率和所述同时处于山火中的线路段数计算出整条输电线路的山火跳闸概率。

本发明还提供了一种终端设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上任一项所述的一种输电线路山火跳闸风险评估方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现如上任一项所述的一种输电线路山火跳闸风险评估方法。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明对同时处于山火状况下的线路段的跳闸概率进行整体计算，获取整条线路在山火蔓延过程中的实时跳闸概率，以相邻两个杆塔间的线路段为一个子单元进行分析，在计算击穿概率时，使用的是线路对地和线路之间99％概率击穿电压，具有更高的计算精度和可信度，跳闸概率实时更新，为输电线路附近发生山火时的电网精细化调度管理提供了评判依据，从而减少输电线路因山火停运所造成的损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明某一实施例提供的一种输电线路山火跳闸风险评估方法的流程示意图；

图2为本发明又一实施例提供的一种输电线路山火跳闸风险评估方法的流程示意图；

图3为本发明某一实施例提供的一种输电线路山火跳闸风险评估装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

第一方面：

请参阅图1-2，本发明某一实施例提供了一种输电线路山火跳闸风险评估方法，包括：

s10、当输电线路的预设位置范围内发生山火时，获取山火发生位置的有效可燃物发热量、有效可燃物载量和山火蔓延速度，根据所述有效可燃物发热量、所述有效可燃物载量和所述山火蔓延速度计算输电线路走廊下方的火焰预测高度。

在本步骤中，所述输电线路走廊下方的火焰预测高度的计算公式为：

hf＝0.45i^0.46

i＝0.000049hwv

其中，hf为输电线路走廊下方的火焰预测高度，i为火线强度，h为有效可燃物发热量，w为有效可燃物载量，v为山火蔓延速度。

s20、获取相邻杆塔间输电线路到地面的最短距离，根据所述输电线路走廊下方的火焰预测高度和所述相邻杆塔间输电线路到地面的最短距离的位置关系计算每段线路的山火跳闸概率。

在本步骤中，所述每段线路的山火跳闸概率的计算公式为：

其中，pi为第i段输电线路的山火跳闸概率，pg为输电线路对地跳闸概率，pp为输电线路相间跳闸概率，η为火焰桥接高度，hf为输电线路走廊下方的火焰预测高度，d为相邻杆塔间输电线路到地面的最短距离。

进一步地，所述输电线路对地跳闸概率和输电线路相间跳闸概率的计算公式分别为：

其中，k为变异系数；u为预测击穿电压；u99g为输电线路对地99％概率击穿的电压；u99p为输电线路相间99％概率击穿的电压；ug为查表所得的输电线路对地99％概率击穿电压经过海拔和气象条件修正过后的击穿电压数值；up为查表所得的输电线路相间99％概率击穿电压经过海拔和气象条件修正过后的击穿电压数值。

s30、获取同时处于山火中的线路段数，根据所述每段线路的山火跳闸概率和所述同时处于山火中的线路段数计算出整条输电线路的山火跳闸概率。

在本步骤中，所述整条输电线路的山火跳闸概率的计算公式为：

其中，pa为整条输电线路的山火跳闸概率，n为同时处于山火中的输电线路段数，pi为第i段输电线路的山火跳闸概率。

进一步地，所述同时处于山火中的线路段数为每个线路段各自在山火持续时间内有重叠视为同时位于条件下。

所述山火持续时间的计算方式为：

ts＝t0+t1

tf＝t0+t1+t2

其中，ts为每个线路段山火到达的时间点，tf为每个线路段山火经过的时间点，t0为山火发生的时间点，t1为山火蔓延到线路下方的时间，t2为输电走廊下方的植被燃烧持续时间。

所述山火蔓延到线路下方的时间t1和输电走廊下方的植被燃烧持续时间t2的确定方法如下：

其中，k1为地形修正系数，k2为气象修正系数，k3为植被状况修正系数，s为火点到线路的直线距离，v为山火蔓延速度。

t2与植被种类、植被密度和气象条件有关。

进一步地，pa的计算值小于30％为低风险；位于30-50％之间为中风险；位于50-80％之间为高风险；位于80-100％之间为极高风险。

第二方面：

请参阅图3，本发明某一实施例还提供了一种输电线路山火跳闸风险评估装置，包括：

火焰高度预测模块10：用于当输电线路的预设位置范围内发生山火时，获取山火发生位置的有效可燃物发热量、有效可燃物载量和山火蔓延速度，根据所述有效可燃物发热量、所述有效可燃物载量和所述山火蔓延速度计算输电线路走廊下方的火焰预测高度；

输电线路山火跳闸概率计算模块20：用于获取相邻杆塔间输电线路到地面的最短距离，根据所述输电线路走廊下方的火焰预测高度和所述相邻杆塔间输电线路到地面的最短距离的位置关系计算每段线路的山火跳闸概率；获取同时处于山火中的线路段数，根据所述每段线路的山火跳闸概率和所述同时处于山火中的线路段数计算出整条输电线路的山火跳闸概率。

可以理解的是，该输电线路山火跳闸风险评估装置的功能模块10-20分别用于执行步骤s10-s30，且在执行步骤时对同时处于山火状况下的线路段的跳闸概率进行整体计算，获取整条线路在山火蔓延过程中的实时跳闸概率，以相邻两个杆塔间的线路段为一个子单元进行分析，在计算击穿概率时，使用的是线路对地和线路之间99％概率击穿电压，具有更高的计算精度和可信度，跳闸概率实时更新，为输电线路附近发生山火时的电网精细化调度管理提供了评判依据，从而减少输电线路因山火停运所造成的损失。

第三方面：

本发明某一实施例还提供了一种终端设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的输电线路山火跳闸风险评估方法。

处理器用于控制该终端设备的整体操作，以完成上述的输电线路山火跳闸风险评估方法的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该终端设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory，简称sram)，电可擦除可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，简称eeprom)，可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，简称eprom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，简称prom)，只读存储器(read-onlymemory，简称rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(applicationspecific1ntegratedcircuit，简称as1c)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，简称dsp)、数字信号处理设备(digitalsignalprocessingdevice,简称dspd)、可编程逻辑器件(programmablelogicdevice，简称pld)、现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行如上述任一项实施例所述的输电线路山火跳闸风险评估方法，并达到如上述方法一致的技术效果。

本发明某一实施例还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现如上述任一项实施例所述的输电线路山火跳闸风险评估方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由终端设备的处理器执行以完成如上述任一项实施例所述的输电线路山火跳闸风险评估方法，并达到如上述方法一致的技术效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。