一种冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法，属于电力系统及其自动化【技术领域】。本发明根据冻雨灾害的时空演变，动态评估线路和杆塔上承受的荷载、绝缘子上所承受的闪络电压，计算输电线路在覆冰条件下的故障概率，并为停电防御系统提供预想风险设备集。本发明能够考虑覆冰对输电线路造成破坏的各种故障途径，符合覆冰引发线路故障的机理，具有较好的实用性、适应性。
【专利说明】一种冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法
【技术领域】
[0001]本发明属电力系统及其自动化【技术领域】，更准确地说本发明涉及一种冻雨灾害对输电线路危害的量化评估预警方法。
【背景技术】
[0002]我国能源分布和消费的不均衡，使得需要通过远距离、大范围的电力传输将电力从中西部送到东部沿海地区。输电线路会穿过各种地形环境、经历各种外界环境的考验。近年来极端自然灾害的发生越发频繁，对输电线路的安全稳定运行提出了更高的要求。2008年在中国南方发生的冻雨灾害对电网造成了极大破坏，提醒人们需要在自然灾害发生前对极端灾害进行预警。另外，智能电网特高压输电线路的建设，对电力线的安全稳定运行提出了新的要求。特高压电网的远距离传输必然会面对自然环境的考验。因此，需要研究冻雨灾害对输电线路的影响，对冻雨灾害进行预警。
[0003]冻雨造成输电线路故障的事故类型主要有:覆冰过载、线路舞动、绝缘子覆冰闪络、不均匀覆冰等。目前针对每一种事故类型下的电网故障都有一些研究成果，但主要是机理研究，并没有从电网安全稳定运行的角度，研究不同事故类型下电网故障概率模型，也没有综合考虑多个事故类型下的输电线路故障概率评估模型。由于评估冻雨引发输电线路故障概率涉及的影响因素数量众多，不同事故类型下电网故障的机理复杂，很多因素的影响无法精确计算，因此很难确定每种方式造成输电线路故障的精确模型，单独采用解析的方法很难单独应用于实际的计算。
[0004]而采用历史数据拟合的方法，虽然可以拟合出不同方式下的故障概率曲线，但是该方法过于依赖历史数据，对冻雨灾害，难以获得大量准确的历史数据，所以该方法也难以在实际中使用。
[0005]在现有针对冻雨灾害对输电线路的影响的研究中，已产生的成果包括覆冰厚度Rd的计算模型、绝缘子闪络电压计算模型等。覆冰厚度Rd的计算模型如以下所示:
【权利要求】
1.一种冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)在控制中心汇总实时的冻雨预报和实况信息、一般气象预报和实测信息、实时的电网工况信息和监测信息； 2)根据沿线路的地理特征和周边环境特征及其对于冻雨强度、风速、风向的影响，将地理特征、周边环境特征、输电线路特征相同的线路划为一段，设线路的总段数为m ； 3)对每段线路,评估计算所需的动态变量,所述动态变量包括每段线路的覆冰厚度Rd、每段线路上所受垂直于线路走向的风的风速V1以及垂直于线路走向的风和中垂线之间的夹角Q1、每段线路等值绝缘子串盐密pSDD、海拔高度H; 4)对每段线路，根据每段线路的覆冰厚度Rd计算每段线路耐张段内单位长度的冰重G，根据每段线路上所受垂直于线路走向的风的风速V1以及垂直于线路走向的风和中垂线之间的夹角Θ i计算每段线路内单位长度导线所受风荷载Fw，并采用电线应力变化的状态方程对每段线路进行受力分析计算每段线路导线上所受的张力σ i和每段线路杆塔沿线路走向的不平衡力AF，并按以下公式计算每段线路中发生断线的概率P1和倒塔的概率pt:
2.根据权利要求1所述的冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法，其特征在于，所述步骤3)中，按以下公式计算每段线路的覆冰厚度Rd:
3.根据权利要求1所述的冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法，其特征在于，所述步骤4)中，MP K2的值为IXlO-6J1的值等于^1OyinlO4jT2的值等于^tAFs/lnlO4。
4.根据权利要求1所述的冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法，其特征在于，所述步骤5中)，所述模糊数学模型，对风激励参数Ew采用6个模糊子集覆盖参数范围:风激励很小(Evs)、风激励小(Es)、风激励中等(Em)、风激励大(民)、风激励很大(Evl)、风激励非常大(Eel)，其隶属度函数如以下所示:
5.根据权利要求1所述的冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法，其特征在于，所述步骤6)中，绝缘子闪络电压计算模型为:
6.根据权利要求1所述的冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法，其特征在于，所述步骤6)中，K3取值为0.01，T3取值为U0/lnl05。
【文档编号】G06F19/00GK103678865SQ201310382127
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】薛禹胜, 谢云云 申请人:南京南瑞集团公司