[发明专利]一种台风场景下的配电网风险控制方法

说明书

一种台风场景下的配电网风险控制方法，首先，考虑到台风预报误差，以区间形式给出台风的风速；通过蒙特卡罗抽样过程，采用区间分析方法获得台风登陆前配电网负荷损失和经济损失，其中电杆的故障率由台风风速与电杆强度之间的关系决定并考虑到电杆的实际运行状态；其次，考虑到线路的故障频率及负荷重要程度，基于层次分析法对架空线路的薄弱环节进行识别；最后，给出多步骤应急物资分配方法，根据台风前24小时和72小时的实时薄弱环节定位结果分配应急物资。本发明可以使应急物资得到更有效匹配，进一步降低台风过境后配电网的负荷损失及经济损失，对沿海地区防风抗台工作具有一定的指导意义和理论参考价值。

技术领域

本发明涉及一种配电网风险控制方法。特别是涉及一种台风场景下的配电网风险控制方法。

背景技术

近年来，频繁发生的台风灾害严重影响了电力系统的安全。例如，2006年，台风“桑美”登陆温州，最大风速达68m/s，直接经济损失22.9亿元，约510条电力线路发生故障，超过10000基电杆倒杆^[1]；2013年，台风“海燕”在菲律宾登陆^[2]，造成多个省市的大规模停电事故；2018年，台风“Chebi”登陆日本，约21.8亿用户停电。在上述台风灾害中，配电网损失几乎无一例外地占据了电力系统损失中的大多数^[3]，承受着巨大的运行风险^[4]。根据历史数据统计^[5]，台风灾害造成配电网停电的主要原因是混凝土电杆倒杆、断杆，这一现象在欠发达地区尤为突出^[6]。由于目前配电网的最大设计风速远低于台风风速，电杆故障成为导致配电网停电的主要原因，应给与高度重视^[7]。另一方面，配电网中含有大量混凝土电杆，而台风登陆前，为配电网预留的应急物资通常是有限的，且分配应急物资的可用时间严重不足。基于此，如何合理分配有限的应急物资，以最大程度的减少台风灾害期间的负荷损失，成为电力公司亟需解决的问题。目前，电力公司缺乏确定台风登陆前对配电网风险的评估及对薄弱环节的定位方法。

近年来，针对电力系统风险评估已经有一些研究。文献[8]针对配电网资产管理，提出一种基于生命周期成本(LCC)模型的风险评估方法，其中包括风险评估程序、LCC计算模型和决策方法。文献[9]将系统风险识别和风险评估相结合，构建了一个多层次、多目标的风险预警系统，详细分析了风险识别与风险评估理论、实施步骤和风险指标。文献[10]提出了台风灾害下的定量风险评估框架，该框架考虑了台风对电力系统的空间和时间影响。文献[11] 中提出了一种运用风险评估算法来评估配电网风险指标的方法，为调度员提供了最佳的风险缓解控制策略。文献[12]提出了一种基于多维分析的配电网可靠性薄弱环节挖掘的实用方法，为运营人员和管理层提供了运行建议和决策依据。通过灵敏度分析，文献[13]提出了一种配电网薄弱环节定位和提升方法。在传统的降低风险步骤中，有限的应急物资通常在台风着陆前分配给与较重要负荷相连的线路，在一定程度上忽略了线路的故障率。

基于此，台风登陆前的风险评估还需要进一步改进与完善。一方面，在情景设定中，台风预报误差以及台风过程对配电网设施的影响需进一步进行研究；另一方面，台风情景下的薄弱环节识别模型缺乏研究，对有限救灾物资的分配方案难以与实时台风预报信息相结合。

随着台风预报技术的进步，现有的台风研究为描述台风袭击过程奠定了一定基础。文献 [14]建立了一个参数模型来描述在固定参考系中的风场不对称性及飓风。文献[15]建立了适用于梯度层和边界层的台风速度场模型，考虑了多场参数相关性和地形效应。文献[16]在台风模拟中使用的Batts模型被用于美国沿海地区建筑物防风等级的设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够进一步降低台风过境后配电网的负荷损失及经济损失的台风场景下的配电网风险控制方法。