[发明专利]一种覆冰导线舞动跳闸概率计算方法

说明书

本发明公开了一种覆冰导线舞动跳闸概率计算方法，基本步骤为：1)建立覆冰导线单自由度舞动模型并求解，获得以风速与覆冰厚度为自变量的舞动幅值解析表达式；2)由历史样本获得风速与冻雨量的概率分布函数，基于已获得的风速与冻雨量的概率分布函数，获得与二者为函数关系的覆冰厚度的概率分布函数，并进而获得舞动幅值的概率分布函数；3)根据覆冰舞动跳闸的历史故障记录所获得的泊松分布，求得覆冰导线舞动幅值越限及短路故障的联合概率，并结合贝叶斯公式而获得舞动幅值越限条件下的覆冰导线舞动跳闸概率。本发明能够根据气象信息计算未来一段时间内覆冰舞动导致线路跳闸的概率，以便对于跳闸概率大的线路采取预防措施。

技术领域

本发明涉及输电技术领域，具体涉及一种覆冰导线舞动跳闸概率计算方法。

背景技术

随着我国用电需求的不断增长，大型水电厂、火电厂以及核电厂的大力建设，地区间的电源与负荷的不平衡以及对经济调度的需要，要求发展高压输电线路。为了提高电网的输送能力，提高电力系统的稳定性，保证长距离电能传输的经济性，实际工程中较多采用高压输电线路。输电线路作为电能输送的通道，其重要性不言而喻。它成为了整个输电网络的支撑部分，它的安全和稳定在决定着整个输电电网是否足够安全。

单独从力学的角度看，架空输电线路不仅要承受自身的重力、风的载荷以及表面的覆冰等因素所带来的许多影响，一方面需要增加了导线比载，导线本身所受张力增大，会造成导线的断股、断线以及倒塔事故；另一方面覆冰也会改变导线截面的形状，在风的作用下，有可能产生低频的大振幅振动，它会造成危害很大的事故，像倒塔、导线的磨损、烧伤和断线，金具破坏等等，都会造成极大的经济损失和社会影响。在一定的气象环境下，舞动时的振动幅度会很大，甚至可以达到十多米。在我国，舞动事故常常发生，据现有的资料统计显式，1957年至1992年初，我国共发生导线舞动44次，涉及到的线路达161条，损坏导线66根，引起的线路跳闸事故超过119次，造成了巨大的损失。此外在2008年初，全国的电力系统因雪灾而造成的经济损失超过400亿元，占雪灾造成的损失的比例为22.3％，其中由于覆冰舞动导致的输、变电设备故障，是这次电网损坏较严重的重要原因之一。

除我国外，美国、加拿大、日本等国都曾经发生了大量的舞动跳闸事故，尤其是在寒冷的加拿大与美国开阔的平原上，许多输电线路横跨平原的开阔地带，加上低温、持续的季风与覆冰作用，舞动的发生很多。由于架空输电的线路长期运行于复杂的自然界中，我们很难用实验的方法针对架空输电线路实时的运行状态展开准确的模拟，尤其是实际的覆冰现象。在有关输电线路的舞动研究中，通常是根据已有的观察记录进行的。但气象环境复杂多变，并且具有很大的随机性，这就使得对导线覆冰的问题研究一直难以取得较大的进展。由于架空输电线路的舞动受气象因素影响较大，如何科学合理地根据气象信息计算未来一段时间内覆冰舞动导致线路跳闸的概率，以便对于跳闸概率大的线路采取预防措施，对于提升电网应对灾害天气的能力，具有非常积极的理论和实际工程意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种覆冰导线舞动跳闸概率计算方法，能够科学合理地根据气象信息计算未来一段时间内覆冰舞动导致线路跳闸的概率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种覆冰导线舞动跳闸概率计算方法，包括以下步骤：

1)根据气象信息获得覆冰风速、舞动风速以及冻雨量的历史样本，用峰度法获得三者的阈值，通过极大似然估计获得三者广义帕累托分布的规模参数与形状参数，即σ_v'，σ_v与σ_l及ξ_v'，ξ_v与ξ_l；

然后，通过下式获得舞动风速的概率密度函数f(v)：