[发明专利]一种台风灾害条件下的电网关键线路识别方法及装置

权利要求书

1.一种台风灾害条件下的电网关键线路识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据电网地理信息分布系统中杆塔和线路的地理位置分布，并结合台风气象预报系统中实时台风预测信息，计算台风预测路径下电网线路故障集；

根据电网拓扑结构和导致线路停运的原因，计算台风预测路径下故障集中各条线路的故障概率；

根据我国电力系统具有自组织临界性的这一特征和电力系统连锁故障机理，依次开断故障集中线路，计算线路停运前后的系统直接负荷损失和线路停运后系统的潜在负荷损失，两者之和为线路停运损失；

计算故障集中每条线路的停运损失与相应线路故障概率的乘积，得到线路停运局部风险；

根据台风气象预报系统中所预测的路径数，计算每条预测路径下的线路停运局部风险，计算预测路径的可信度与相应路径下故障集中局部风险的乘积，得到线路停运全局风险，全局风险越大则线路越关键；

所述计算台风预测路径下电网线路故障集，包括：

计算台风风场中某点的实际风速V，如下式：

式中：θ为风速水平移动风速和环流风速间的夹角；

计算水平移动风速和环流风速如下式：

式中：V₀为台风中心水平移动速度；V_max和R_max分别为台风风场最大风速及其风速半径；r为该点到台风中心距离；

计算风速V′所对应的台风风圈半径R′，如下式：

R′＝35.39π|y-y′|

式中：y为台风中心纬度坐标；y′为与台风中心同经度的某点纬度坐标，且该点风速为V′；

计算导线的最大可承受风速如下式：

式中：W_X为作用于导线的任意风速v所对应的风荷载，W′_X,max为导线最大可承受风荷载，α为风压不均匀系数，ρ为空气密度，μ_sc为导线的体型系数，β_c为500kV和750kV线路导线风荷载调整系数，d为导线的外径，L_p为杆塔间水平档距，B为覆冰时风荷载增大系数，γ为风向与导线间夹角，ε为尺度参数，δ为形状参数，t为投运时间，ζ₂为线路服役寿命到达时的疲劳折损系数；

计算杆塔的最大可承受风速如下式：

式中：W_S为垂直于杆塔的任意风速v所对应的风荷载，W_S,max为杆塔最大可承受风荷载，μ_s为构件的体型系数，β_z为风荷载杆塔调整系数，A_s为构件承受风压的投影面积计算值；

计算绝缘子串的最大可承受风速如下式：

式中：为悬垂绝缘子串在大风条件下通过静态受力平衡的方法计算求得的风偏角，β为风偏角修正系数，可通过试验线路测量后计算得到，为绝缘子串可承受的最大风偏角；F_d为垂直于导线方向的风载荷；F_j为悬垂绝缘子串的水平风载荷；G_d和G_j分别为导线和悬垂绝缘子串的垂直载荷；

假设有m个气象预报机构，每个机构根据当前台风所预测的路径为其中为第i(i＝1，2，…，m)条路径在第t(t＝1，2，…，T_i)时刻时的台风中心位置坐标；同时认为导线、杆塔和绝缘子串各自同类设备的最大可承受风速均一样；当台风到达时，由和可求得各自最大可承受风速所对应的风圈半径r₁、r₂和r₃；

再结合地理信息系统中各电力设备的地理位置坐标可知，路径i上t时刻导线、杆塔和绝缘子串的故障集分别为：和令和分别为导线、杆塔和绝缘子串在该路径i上所有时刻的并集；集合和分别表示在路径i上影响各电力设备的次数；

所述计算台风预测路径下故障集中各条线路的故障概率，包括：

计算导线综合故障率P_i,l，如下式：

式中：P₀为发生断线的概率；

计算杆塔综合故障率P_i,q，如下式：

式中：P₀为发生倒塔的概率；

计算绝缘子串综合故障率P_i,b，如下式：

式中：P₀为发生风偏闪络事故的概率；

令上述电力设备故障集中因为断线、倒塔和风偏闪路而导致的线路故障停运集分别为和则台风预测路径i下的输电线路故障集如下式：

计算故障集中线路l的停运概率p_l，如下式：

式中：在和中对应的故障概率分别为p₁、p₂和p₃；

所述计算线路停运前后的系统直接负荷损失和线路停运后系统的潜在负荷损失，两者之和为线路停运损失，包括：

计算线路停运后系统潜在负荷损失D₁，如下式：

f(x)＝F′(x)＝-N′(x)

F(x)＝P(X＜x)

＝1-P(X≥x)

≈1-N(x)

P(X＞x)＝N(x)

ln N(x)＝a-b ln x

式中：N(x)为处于自组织临界态的电力系统随停电规模x变化的电规模累积概率函数，a和b为常数；

计算线路停运前系统直接负荷损失D₂，如下式：

D₂＝D₂₁-D₂₂

式中：D₂₁和D₂₂分别为线路停运前后系统总负荷量；

计算线路停运损失C，如下式：

C＝D₁+D₂

式中：D₁和D₂分别为潜在负荷损失和直接负荷损失。