[发明专利]一种冻雨引发输电线路故障的故障概率在线评估方法

说明书

技术领域

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

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。 

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。 

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。 

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R_d的计算模型、绝缘子闪络电压计算模型等。覆冰厚度R_d的计算模型如以下所示： 

Rd=Rm+1ρiπΣj=1N(ρ0Pj)2+(3600VjWjαd)2]]>

其中，R_m为最近一次实测的覆冰厚度，N为从最近一次实测覆冰厚度的时间开始到预报的目标时刻为止的冻雨持续的小时总数，下标j代表从最近一次实测覆冰厚度的时间开始的第j个小时，α_d为每段线路的地形系数，ρ_i、ρ₀分别为覆冰和水的密度，P_j为从最近一次实测覆冰厚度的时间开始的第j个小时的降水强度，W_j为从最近一次实测覆冰厚度的时间开始的第j个小时饱和空气中的液态水含量，按W_j＝0.067P_j^0.846计算，V_j为从最近一次实测覆冰厚度的时间开始的第j个小时的风速。 

绝缘子闪络电压计算模型如以下所示：