評估暴雨引發(fā)輸電線路故障概率的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種評估暴雨引發(fā)輸電線路故障概率的方法，屬于電力系統(tǒng)及其自動化【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明根據(jù)暴雨引發(fā)輸電線路故障的機(jī)理，建立了準(zhǔn)確的線路故障概率模型，正確反映了與輸電線路故障相關(guān)的內(nèi)、外部因素，使得暴雨致線路故障概率評估不必依賴于歷史數(shù)據(jù)的積累，也避免了桿塔受力和強(qiáng)度計(jì)算，充分考慮了各種相關(guān)因素，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。本發(fā)明極大地推動了輸電線路風(fēng)險(xiǎn)管理，提高了電力系統(tǒng)防御外部災(zāi)害的能力。
【專利說明】評估暴雨引發(fā)輸電線路故障概率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動化【技術(shù)領(lǐng)域】，更準(zhǔn)確地說本發(fā)明涉及一種評估暴雨引發(fā)輸電線路故障概率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于我國一次能源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展在區(qū)域分布上極不平衡，一次能源如煤炭、水利資源等主要集中在西部地區(qū)，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)集中在東部沿海省市，宏觀上決定了“全國聯(lián)網(wǎng)、西電東送、南北互供”成為中國大范圍內(nèi)資源優(yōu)化配置的基本取向。導(dǎo)致全國聯(lián)網(wǎng)多覆蓋在高海拔、地形地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)，輸電線路的安全可靠運(yùn)行與氣象、地質(zhì)環(huán)境等密切相關(guān)。首先，由于線路走廊資源及地理環(huán)境等因素制約，輸電線路多架設(shè)在崇山峻嶺，極易受到氣象環(huán)境的影響；其次，近年來全球環(huán)境惡化，暴雨洪水及滑坡、泥石流等災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，具有突發(fā)性強(qiáng)、分布范圍廣、來勢猛等特點(diǎn)，對電力設(shè)施危害很大；另外，目前電力系統(tǒng)對滑坡、泥石流等災(zāi)害的發(fā)生主要依靠人員巡線來發(fā)現(xiàn)，并且主要集中于事后總結(jié)，不能有效預(yù)警防御滑坡、泥石流等災(zāi)害的影響，與電網(wǎng)自動智能化目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)，無法滿足堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)對輸電線路運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)管理的新要求。因此，有必要研究暴雨等外部災(zāi)害對輸電線路的影響，評估線路故障概率，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。
[0003]對于暴雨引發(fā)輸電線路故障概率的評估涉及線路內(nèi)外部各種因素。相關(guān)因素眾多且彼此間作用機(jī)理復(fù)雜，很多因素?zé)o法精確確定(如地質(zhì)地形等因素)甚至無法近似地確定(如桿塔的基礎(chǔ)、各構(gòu)件的強(qiáng)度等)，因而很難用解析方法，如通過實(shí)時(shí)桿塔受力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估。
[0004]基于歷史數(shù)據(jù)的擬合方法，則過于依賴于歷史數(shù)據(jù)及其準(zhǔn)確性，且不能體現(xiàn)暴雨導(dǎo)致線路故障的機(jī)理，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)長的時(shí)間內(nèi)無法應(yīng)用于實(shí)際工程。
[0005]傅抱璞在《地形和海拔高度對降水的影響》(地理學(xué)報(bào)，1992，47 (7):302-314.)，廖菲、洪延超和鄭國光在《地形對降水的影響研究概述》(氣象科技，2007，35 (3):309-316.)，陳明、傅抱璞和于強(qiáng)等人在《山區(qū)地形對暴雨的影響》(地理學(xué)報(bào)，1995，50 (3):256-263.)介紹了海拔高度、地形地貌等因素對降雨量的影響?？飿芳t在《區(qū)域暴雨泥石流預(yù)測預(yù)報(bào)方法研究》(湖南:中南大學(xué)，2006.)中給出了松散固體物質(zhì)的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算方法。
[0006]近年來，自然災(zāi)害發(fā)生的頻率和程度逐步增高和增強(qiáng)，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定的威脅越來越大，但目前還沒有滿足在線安全分析與預(yù)警要求的概率量化評估技術(shù)，因此急需進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是:為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種能夠考慮各種相關(guān)因素，體現(xiàn)暴雨引發(fā)輸電線路故障的機(jī)理，實(shí)現(xiàn)暴雨引發(fā)線路故障概率的量化評估方法。
[0008]具體地說，本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，包括下列步驟:
[0009]1)在控制中心匯總實(shí)時(shí)的暴雨預(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；
[0010]2)根據(jù)線路走廊地理特征和周邊環(huán)境特征將線路分段，具有相同地理特征和周邊環(huán)境特征的線路劃為一段，并將處于坡面下游出口處和處于山谷水道出口處的桿塔作為受暴雨影響的桿塔；
[0011]3)根據(jù)多普勒雷達(dá)的實(shí)時(shí)探測數(shù)據(jù)，進(jìn)行線性外推，預(yù)報(bào)未來時(shí)段的降雨范圍和降雨強(qiáng)度，得到預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的降雨強(qiáng)度；
[0012]4)對每段線路，根據(jù)線路設(shè)備所處位置地理特征和周邊環(huán)境特征對降雨強(qiáng)度的影響，對步驟3)中獲得的預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的降雨強(qiáng)度進(jìn)行修正，得到修正后的預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的降雨強(qiáng)度I ;
[0013]5)對每段線路，評估計(jì)算所需的動態(tài)變量，所述動態(tài)變量包括預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的有效降雨量r、預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的平均徑流深度h、預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的松散固體物質(zhì)的穩(wěn)定系數(shù)K ；
[0014]所述預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的有效降雨量r按以下公式計(jì)算:
[0015]r = ra+rz+rs
[0016]其中，ra為預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的間接前期有效降雨量，rz為預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的直接前期有效降雨量，rs為預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的短歷時(shí)雨強(qiáng)；ra按以下公式計(jì)算:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.評估暴雨引發(fā)輸電線路故障概率的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)在控制中心匯總實(shí)時(shí)的暴雨預(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)根據(jù)線路走廊地理特征和周邊環(huán)境特征將線路分段，具有相同地理特征和周邊環(huán)境特征的線路劃為一段，并將處于坡面下游出口處和處于山谷水道出口處的桿塔作為受暴雨影響的桿塔； 3)根據(jù)多普勒雷達(dá)的實(shí)時(shí)探測數(shù)據(jù)，進(jìn)行線性外推，預(yù)報(bào)未來時(shí)段的降雨范圍和降雨強(qiáng)度，得到預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的降雨強(qiáng)度； 4)對每段線路，根據(jù)線路設(shè)備所處位置地理特征和周邊環(huán)境特征對降雨強(qiáng)度的影響，對步驟3)中獲得的預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的降雨強(qiáng)度進(jìn)行修正，得到修正后的預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的降雨強(qiáng)度I ; 5)對每段線路，評估計(jì)算所需的動態(tài)變量，所述動態(tài)變量包括預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的有效降雨量r、預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的平均徑流深度h、預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的松散固體物質(zhì)的穩(wěn)定系數(shù)K; 所述預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)每段線路中各受暴雨影響的桿塔所處區(qū)域的有效降雨量r按以下公式計(jì)算:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估暴雨引發(fā)輸電線路故障概率的方法，其特征在于:所述步驟5)中，I的值為0.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估暴雨引發(fā)輸電線路故障概率的方法，其特征在于:所述步驟5)中，對于一般暴雨，Ii1取值為20天；對于大暴雨，Ii1取值為10天。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估暴雨引發(fā)輸電線路故障概率的方法，其特征在于:所述步驟6)、7)、8)中，按以下公式計(jì)算每段線路中各受暴雨影響的桿塔的桿塔脆弱度指標(biāo)α:
a =dmb 其中，d為每段線路的線路檔距系數(shù)，m為每段線路中各受暴雨影響的桿塔的桿塔類型系數(shù)，b為每段線路中各受暴雨影響的桿塔的桿塔基礎(chǔ)強(qiáng)度系數(shù)。
【文檔編號】G06F19/00GK103646157SQ201310380170
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】薛禹勝, 吳勇軍 申請人:南京南瑞集團(tuán)公司