[发明专利]一种大风灾害下异物挂线故障概率计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统风险评估技术领域，更具体地，涉及一种大风灾害下异物挂线故障概率计算方法。

背景技术

自从输电线路大规模建设以来，大风灾害造成的架空输电线路灾害性破坏呈逐年上升趋势。大风灾害下，输电线路易发生断线、倒塔、风偏闪络以及异物挂线等故障，对输电线路的安全运行造成了巨大的威胁，还造成了巨大的经济损失，需要花费大量的时间和金钱来修复。所以科学的评估输电线路的风险状况，进而准确评估电网的安全运行水平，十分具有现实意义。

目前对于大风灾害下发生的断线、倒塔以及风偏闪络故障研究较多，断线是指垂直于导线的风荷载超过其相应的承载极限时造成断股或断线；倒塔是指杆塔及其连接导线的垂直风荷载超过杆塔最大承受能力时易发生横倾，杆塔沿线路走向的不平衡力则容易引发纵倾；风偏闪络是指大档距或大弧垂导线在风向与导线轴向夹角大于45度时易发生较大风偏，导致悬垂绝缘子串对杆塔构件或金具放电，或使导线与周边物放电；异物挂线是指在工业区、树林和居民区较易发生薄膜、布条、气球、风筝等缠绕导线，增加风偏闪络概率，异物受潮后易致线路对地或相间短路。国内外学者建立的各种大风灾害故障风险评估模型已经能较为精确的计算断线、倒塔以及风偏闪络的故障概率。但是针对异物挂线的故障概率计算问题，国内外目前的研究较少。

面对大风灾害导致的异物挂线事故，现有的研究多采用影响异物挂线的因素为输入量，建立相关故障率的模糊数学模型，这种方法的主观性较强，不能精确客观的计算出异物挂线的故障率。而近年来异物挂线在大风灾害导致的故障事故中所占的比例越来越大，急需建立精确的异物挂线故障概率计算模型。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种大风灾害下异物挂线故障概率计算方法，减少了评判专家的主观影响，客观性更强，使分析更科学，结果更精确，更接近实际情况，实时性强，还具有很强的适应性和实用性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大风灾害下异物挂线故障概率计算方法，包括以下步骤：

S1：获取数据；

S2：根据地理特征和环境特征修正风速和风向；

S3：建立大风灾害下异物挂线风险评价层次结构模型；

S4：计算异物挂线各子风险指标因素对异物挂线风险的权重；

S5：构造各风险指标因素对异物挂线风险的隶属度函数；

S6：计算线路上的异物挂线概率。

进一步的，在步骤S1中，在控制中心汇总实时的大风预报和实况信息、一般气象预报风速、风向和实测信息、实时的电网工况信息，收集线路上历史异物挂线故障信息。

进一步的，在步骤S2中，对于输电线路每段线路，基于风速观测仪得到的背景风速、风向(地面以上10米处的风速、风向)，根据该段线路的地理特征和周边环境特征修正背景风速、风向，得到线路上所受实际风速、风向值；

对平原地形，线路的实际风速依据规程风压高度变化系数和公式计算得到；

对无遮挡的迎风坡、风沿山谷方向吹时山谷内的坡面，首先将吹向山坡的水平风V分解为平行于山坡走向的顺坡风V_s＝Vcosβ(β为水平风与山坡走向的夹角)和垂直于山坡走向的山坡风V_t＝Vsinβ，其中V_t受到山坡的抬升作用将增大，根据风速风压高度变化系数和公式计算得到V_t′；然后由V_t′得到垂直于斜面的风速V_t2＝V_t′sinα(α为山坡的地形倾角)和平行于斜面的风速V_t1＝V_t′cosα，其中V_t2受到山坡的影响，在斜面上形成气流，将V_t1直接的夹角改成(为气流坡度)，从而得到新的平行于山坡的风速垂直于斜面的风速忽略；最后计算得到作用于线路的实际风速以及V_a与山坡走向的夹角θ＝arccos(V_s/V_a)；

其他地形(峡谷风道口和山谷形状变化)，地形系数以不影响地形的平原地形为基准(基准值为1)，风口、山谷空间减小、加强风力的地形系数为1～1.3；山谷空间增大、削弱风力的地形系数为0.8～1。