一种基于台风模型的预想故障集自动生成方法
【专利摘要】本发明提供一种基于台风模型的预想故障集自动生成方法，包括以下步骤：获取电网运行方式数据断面和地理信息；构建台风模型，并确定台风影响带；判断架空线路故障风险，并自动生成预想故障集。本发明提供的基于台风模型的预想故障集自动生成方法，根据合理的台风模型，给出架空线路故障风险判断标准，计算对架空线路危险等级较高的台风影响范围，然后利用台风数据，得出台风影响带，最后结合电网地理信息和多点故障识别，自动生成故障集。
【专利说明】—种基于台风模型的预想故障集自动生成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生成方法，具体讲涉及一种基于台风模型的预想故障集自动生成方法。
【背景技术】
[0002]我国电力系统跨越广阔地域，气候条件往往是影响其安全稳定运行的主导因素。电网运行经验表明，因恶劣天气引发电网事故发生的概率在其特定时间段内较高，虽然没造成电网严重故障或连锁故障，但存在发生大面积、高密度、复合型多重故障的可能性，在雷雨、大风以及冰雪灾害天气情况下，其相关事件(如雷电，覆冰等)更易引起恶性连锁事故。相关调研表明，我国的电力系统生产过程经常遭遇各种极端外部灾害的破坏，其中影响范围较大的灾害包括台风、雷电、冰灾、污秽等。其它如暴雨、山火、地震、沙尘暴、大风、洪水、泥石流等灾害也对我国部分地区的电网存在较大的影响。认识这些灾害的发生、发展，掌握主导其变化的主要因素，尽可能减小它们所造成的危害，已是国际社会的一个共同主题。
[0003]目前电力系统对这些灾害还缺乏有效的监测和分析手段，极端气候包括的内容很多，其原因与过程往往是很复杂的。国内外在考虑外部环境因素对电网运行影响的相关研究较多体现某些具体应用上，如负荷预测、风电功率预测等，而没有在调度系统中系统的引入外部环境因素并作为公共的感知要素提供给各个应用使用。相关的研究很大程度上是通过对电网运行数据进行统计分析而得来，例如台风对电网影响的定量分析是通过历史数据的统计出来的故障概率，在极端气候对电网影响的研究领域还处于起步与探索阶段。因此，需要从模型出发研究台风对电力系统的影响，自动生成相关电力设备预想故障集，为进一步的预想故障分析和电网安全分析提供可靠依据。
[0004]台风作用于电力系统时，对电网的主要影响有:线路倒杆(塔)断线；导线风偏放电；线路杆塔上的跳线和变电站构架上的跳线因风偏放电；以及变电站设备引线线夹固定不牢脱落放电。当台风侵袭某地区局部电网时，台风导致的电网故障有可能波及附近的区域电网，并诱发连锁反应，元件相继退出运行造成大面积停电甚至整个电网的崩溃。大风导致线路故障的影响程度有很大的随机性，其外因是自然界发生的强风和暴雨天气，以及周围环境如树木、建筑物等；内因是输电线路设计抵御强风能力不足。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于台风模型的预想故障集自动生成方法，根据合理的台风模型，给出架空线路故障风险判断标准，计算对架空线路危险等级较高的台风影响范围，然后利用台风数据，得出台风影响带，最后结合电网地理信息和多点故障识别，自动生成故障集。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0007]本发明提供一种基于台风模型的预想故障集自动生成方法，所述方法包括以下步骤:
[0008]步骤1:获取电网运行方式数据断面和地理信息；
[0009]步骤2:构建台风模型,并确定台风影响带；
[0010]步骤3:判断架空线路故障风险，并自动生成预想故障集。
[0011]所述步骤I中，从调度中心的能量管理系统中获取电网运行方式数据断面，并从调度中心的设备监控设备获取当前电网的地理信息。所述地理信息包括线路或杆塔的编号、经度和纬度。
[0012]所述步骤2中的台风模型构建过程如下:
[0013]台风环流风速用Vs表示，表达式如下:
【权利要求】
1.一种基于台风模型的预想故障集自动生成方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 步骤1:获取电网运行方式数据断面和地理信息； 步骤2:构建台风模型,并确定台风影响带； 步骤3:判断架空线路故障风险，并自动生成预想故障集。
2.根据权利要求1所述的基于台风模型的预想故障集自动生成方法，其特征在于:所述步骤I中，从调度中心的能量管理系统中获取电网运行方式数据断面，并从调度中心的设备监控设备获取当前电网的地理信息。
3.根据权利要求2所述的基于台风模型的预想故障集自动生成方法，其特征在于:所述地理信息包括线路或杆塔的编号、经度和纬度。
4.根据权利要求1所述的基于台风模型的预想故障集自动生成方法，其特征在于:所述步骤2中的台风模型构建过程如下: 台风环流风速用Vs表示，表达式如下:
5.根据权利要求2所述的基于台风模型的预想故障集自动生成方法，其特征在于:所述步骤2中，以线路设计风速作为判断线路故障风险的依据，称之为判断风速，用Vn表示；确定台风环流风速Vs等于判断风速Vn时对应的台风半径r'，并根据此台风半径r'沿着台风路径方向形成台风影响带。
6.根据权利要求1所述的基于台风模型的预想故障集自动生成方法，其特征在于:所述步骤3中，判断架空线路故障风险过程如下: (I)根据式(4)计算架空线路所在高度处的台风风速，有
7.根据权利要求1所述的基于台风模型的预想故障集自动生成方法，其特征在于:所述步骤3中，按照以下步骤自动生成故障集: (1)根据台风运行数据和电网地理信息，得到受台风影响的电网设备集合； (2)筛选出单个的架空线路和变压器开断故障，同时筛选出单个母线的开断故障，生成预想故障集中的N-1故障； (3)筛选出相关的架空线路和变压器的同时开断故障，生成预想故障集中的N-2故障； (4)根据同杆塔并架多回架空线路信息筛选出同杆塔线路同时开断的故障，根据自动装置信息和稳定断面信息筛选出用户关心的输电走廊和区域内关键设备同时开断的故障，生成预想故障集中的N-m故障； (5)将以上筛选出来的故障进行优化组合，即可生成预想故障集。
【文档编号】G06F19/00GK103955609SQ201410171267
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】潘玲玲, 李峰, 王礼文, 姚建国, 杨胜春, 杨争林, 於益军, 冯树海, 王勇, 汤必强, 刘俊, 石飞, 徐鹏 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 江苏省电力公司