一種滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于災(zāi)害情況下電網(wǎng)安全性能評(píng)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種滑坡災(zāi)害下的 電網(wǎng)易損性評(píng)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電網(wǎng)安全運(yùn)行對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活穩(wěn)定具有重要意義。輸電網(wǎng)不可避免的 要通過山脊、陡坡邊緣、河邊、煤礦采空區(qū)，這些區(qū)域坡體在內(nèi)在因素和外在因素誘發(fā)下易 引發(fā)滑坡災(zāi)害，導(dǎo)致電力桿塔傾斜、斷線以及跳閘等電網(wǎng)事故。目前，針對(duì)電網(wǎng)元器件結(jié)構(gòu) 風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算已有一些研究，但都未涉及滑坡災(zāi)害下，輸電網(wǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算。
[0003] 作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱，電網(wǎng)的安全運(yùn)行關(guān)系到人民群眾的切身利益和民經(jīng)濟(jì)的健 康發(fā)展，是國家穩(wěn)定和諧發(fā)展的基礎(chǔ)。研究滑坡災(zāi)害下輸電網(wǎng)絡(luò)易損性評(píng)估計(jì)算方法具有 重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。縱觀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，可以看到學(xué)者們對(duì)外部災(zāi)變情況 下輸電網(wǎng)絡(luò)的研究主要表現(xiàn)在覆冰、降雨和風(fēng)荷災(zāi)自然災(zāi)害上，且主要集中在外部災(zāi)變對(duì) 電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性、災(zāi)變影響物理過程模型建立、系統(tǒng)優(yōu)化問題，而針對(duì)滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易 損性分析與評(píng)價(jià)的研究更是相對(duì)缺乏。
[0004] 為保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，亟需開發(fā)滑坡災(zāi)害下輸電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算方法，提 升安全風(fēng)險(xiǎn)管理的科學(xué)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測方 法，該方法計(jì)及了電網(wǎng)輸電線路的性能特征及其所在地區(qū)的地質(zhì)特征，同時(shí)還計(jì)及了電網(wǎng) 所在地區(qū)降雨量影響，建立了滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性評(píng)測模型，計(jì)算出滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易 損性評(píng)測值，用以為滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性的評(píng)測提供量化指標(biāo)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì) 滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性分析與評(píng)價(jià)的研究技術(shù)和評(píng)測手段缺乏的問題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
[0007] -種滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測方法，以電網(wǎng)為研究對(duì)象，建立計(jì)及電網(wǎng)輸電 線路的性能特征及其所在地區(qū)的地質(zhì)特征和降雨量影響的滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性評(píng)測模 型，并基于對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)所覆蓋地區(qū)的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)、降雨量歷史數(shù)據(jù)和滑坡事件歷史數(shù)據(jù) 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性評(píng)測模型計(jì)算出滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性評(píng)測值，用 以進(jìn)行滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測;具體包括如下步驟：
[0008] 1)建立滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性評(píng)測模型：
[0009] V(N) =l-(l-V(L)max)X(l-S(N))；
[0010] 其中，V(N)表示滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性評(píng)測值；S(N)表示電網(wǎng)抗災(zāi)性能參數(shù);V (L)max表示電網(wǎng)中各輸電線路的滑坡災(zāi)害下輸電線路易損性評(píng)測值V(L)中的最大值，且滑 坡災(zāi)害下輸電線路易損性評(píng)測值V(L)的計(jì)算模型如下：
[0011] V(L) =l-(l-V(T)max)X(l-P)；
[0012] 其中，P表示有效累積降雨量-滑坡發(fā)生概率值，根據(jù)電網(wǎng)所在地區(qū)的降雨量歷史 數(shù)據(jù)和滑坡事件歷史數(shù)據(jù)加以關(guān)聯(lián)概率統(tǒng)計(jì)而得到;V(T)max表示輸電線路所連接的桿塔的 滑坡災(zāi)害下桿塔易損性評(píng)測值v(T)中的最大值，且滑坡災(zāi)害下桿塔易損性評(píng)測值V(T)的計(jì) 算模型如下：
[0013]V(T) = 1-(1-RXE)XS(T)；
[0014]其中，R表示桿塔所在位置的滑坡地質(zhì)危險(xiǎn)性參數(shù)，E表示輸電桿塔相對(duì)滑坡災(zāi)害 的暴露程度參數(shù)，S(T)表示電網(wǎng)的輸電桿塔抗災(zāi)性能參數(shù)；
[0015] 2)通過對(duì)電網(wǎng)輸電線路的各個(gè)桿塔所在位置的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，評(píng)估確定 桿塔所在位置的滑坡地質(zhì)危險(xiǎn)性參數(shù)R、輸電桿塔相對(duì)滑坡災(zāi)害的暴露程度參數(shù)E和輸電桿 塔抗災(zāi)性能參數(shù)S(T)，從而利用滑坡災(zāi)害下桿塔易損性評(píng)測值V(T)的計(jì)算模型，分別計(jì)算 得到電網(wǎng)中各個(gè)桿塔的滑坡災(zāi)害下桿塔易損性評(píng)測值V(T);
[0016] 3)根據(jù)電網(wǎng)所在地區(qū)的降雨量歷史數(shù)據(jù)和滑坡事件歷史數(shù)據(jù)加以關(guān)聯(lián)概率統(tǒng)計(jì)， 確定電網(wǎng)所在地區(qū)的有效累積降雨量-滑坡發(fā)生概率值P，并分別確定電網(wǎng)中每一條輸電線 路所連接的桿塔之中滑坡災(zāi)害下桿塔易損性評(píng)測值ν(τ)的最大值V(T)max，利用滑坡災(zāi)害下 輸電線路易損性評(píng)測值να)的計(jì)算模型，分別計(jì)算得到電網(wǎng)中各輸電線路的滑坡災(zāi)害下輸 電線路易損性評(píng)測值να)，從而確定電網(wǎng)中各輸電線路的滑坡災(zāi)害下輸電線路易損性評(píng)測 值中的最大值V(L)max;
[0017] 4)通過對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)所覆蓋地區(qū)的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，評(píng)估確定電網(wǎng)抗災(zāi)性能 參數(shù)S(N)，并連同此前確定的電網(wǎng)中各輸電線路的滑坡災(zāi)害下輸電線路易損性評(píng)測值中的 最大值V(L)max代入滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性評(píng)測模型，計(jì)算得到滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性評(píng)測 值V(N);
[0018] 5)依據(jù)所得到的滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性評(píng)測值V(N)，對(duì)滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性 進(jìn)行評(píng)測;所述滑坡災(zāi)害下電網(wǎng)易損性評(píng)測值V(N)越低，電網(wǎng)易損性則越低，在滑坡災(zāi)害下 的電網(wǎng)可靠性能則越好。
[0019]上述滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測方法中，具體而言，所述步驟2)中，桿塔所在位 置的滑坡地質(zhì)危險(xiǎn)性參數(shù)R，是通過對(duì)桿塔所在位置的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，根據(jù)相應(yīng) 地質(zhì)資料數(shù)據(jù)在《地質(zhì)災(zāi)害勘測規(guī)范》中對(duì)應(yīng)的勘測指標(biāo)來確定。
[0020] 上述滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測方法中，具體而言，所述步驟2)中，評(píng)估確定輸 電桿塔相對(duì)滑坡災(zāi)害的暴露程度參數(shù)E的具體方式為，根據(jù)電網(wǎng)輸電線路的各個(gè)桿塔所在 位置的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)以及滑坡事件歷史數(shù)據(jù)中所記錄的桿塔所在位置的歷史滑坡點(diǎn)之間 的幾何位置關(guān)系，評(píng)估滑坡災(zāi)害對(duì)桿塔的危害程度，根據(jù)所述危害程度的大小，在[0，1 ]的 取值區(qū)間內(nèi)對(duì)暴露程度參數(shù)E進(jìn)行取值。
[0021] 上述滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測方法中，具體而言，所述步驟2)中，評(píng)估確定輸 電桿塔抗災(zāi)性能參數(shù)S(T)的具體方式為：
[0022]
[0023]其中，UJT)表示通過對(duì)電網(wǎng)輸電線路的桿塔所在位置的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 所確定的影響輸電桿塔抗災(zāi)性能的第i項(xiàng)因素指標(biāo)的值，^表示所述第i項(xiàng)因素指標(biāo)IMT)對(duì) 應(yīng)的權(quán)重值，ie{1，2，. . .，I}，I表示通過對(duì)電網(wǎng)輸電線路的桿塔所在位置的地質(zhì)資料數(shù)據(jù) 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)所確定的影響輸電桿塔抗災(zāi)性能的因素指標(biāo)的總項(xiàng)數(shù);影響輸電桿塔抗災(zāi)性能的 各項(xiàng)因素指標(biāo)IMT)對(duì)應(yīng)的權(quán)重值αι通過網(wǎng)絡(luò)分析法計(jì)算確定，且;= 1。
[0024]上述滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測方法中，作為優(yōu)選方案，所述影響輸電桿塔抗 災(zāi)性能的因素指標(biāo)包括19項(xiàng)，該19項(xiàng)因素指標(biāo)ΙΜ?-ΙΛΜΤ)具體為：
[0025]桿塔結(jié)構(gòu)因素AKT)表示桿塔傾斜度，U2(T)表示異物搭載情況，U3(T)表示桿塔銹 蝕程度，U4(T)表示螺栓緊固程度，U5(T)表示塔材完整程度，U6(T)表示塔材變形程度，U7(T) 表示塔材裂紋；
[0026]桿塔基礎(chǔ)因素:U8 (T)表示基礎(chǔ)護(hù)坡及防洪措施，U9 (T)表示桿塔基礎(chǔ)穩(wěn)固性，U10 (T)表示桿塔基礎(chǔ)承載性能，Un表示雜物堆積情況，U12(T)表示基礎(chǔ)完整性，U13(T)表示不良 環(huán)境影響，U14(T)表示保護(hù)帽工藝；
[0027] 桿塔管理因素:U15(T)表示巡檢時(shí)間，U16(T)表示巡檢頻率，U17(T)表示巡檢人員數(shù) 量，Ul8(T)表不電力行政執(zhí)法力度，Ul9(T)表不宣傳力度；
[0028] 該19項(xiàng)因素指標(biāo)Ui(T)~U19 (T)各自對(duì)應(yīng)的權(quán)重值如下表所示：
[0029]
[0030]上述滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測方法中，具體而言，所述步驟3)中，有效累積降 雨量-滑坡發(fā)生概率值P的具體計(jì)算方式為：
[0031] P = 0.8P(R，)+0.2P(Rh)；
[0032] 其中，Rh表示電網(wǎng)所在地區(qū)當(dāng)日的小時(shí)降雨量最大值，P(Rh)表示根據(jù)電網(wǎng)所在地 區(qū)的降雨量歷史數(shù)據(jù)和滑坡事件歷史數(shù)據(jù)加以關(guān)聯(lián)概率統(tǒng)計(jì)而確定的在當(dāng)日的小時(shí)降雨 量最大值為Rh時(shí)發(fā)生滑坡的概率值;R'表示電網(wǎng)所在地區(qū)的有效累積降雨量，P(R'）表示根 據(jù)電網(wǎng)所在地區(qū)的降雨量歷史數(shù)據(jù)和滑坡事件歷史數(shù)據(jù)加以關(guān)聯(lián)概率統(tǒng)計(jì)而確定的在有 效累積降雨量為R'時(shí)發(fā)生滑坡的概率值，且有：
[0033]
[0034]其中，匕表示此前連續(xù)的K天之中第η天的降雨量，K為進(jìn)行有效累積降雨量統(tǒng)計(jì)的 統(tǒng)計(jì)天數(shù);λ表示電網(wǎng)所在地區(qū)的降雨累積系數(shù)，取值范圍為0.3~0.7。
[0035] 上述滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測方法中，具體而言，所述步驟4)中，評(píng)估確定電 網(wǎng)抗災(zāi)性能參數(shù)S(N)的具體方式為：
[0036]
[0037] 其中，UXN)表示通過對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)所覆蓋地區(qū)的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)所確定的 影響電網(wǎng)抗災(zāi)性能的第j項(xiàng)因素指標(biāo)的值，的表示所述第j項(xiàng)因素指標(biāo)山(N)對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，j e{1，2, ...，J}，J表示通過對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)所覆蓋地區(qū)的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)所確定的影響 電網(wǎng)抗災(zāi)性能的因素指標(biāo)的總項(xiàng)數(shù);影響電網(wǎng)抗災(zāi)性能的各項(xiàng)因素指標(biāo)山(N)對(duì)應(yīng)的權(quán)重 J 值氏通過網(wǎng)絡(luò)分析法計(jì)算確定，且ΣΑ 7=1
[0038] 上述滑坡災(zāi)害下的電網(wǎng)易損性評(píng)測方法中，作為優(yōu)選方案，所述影響電網(wǎng)抗災(zāi)性 能的因素指