多气象因素组合的输电线路风险分析

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1、多气象因素组合的输电线路风险分析（国网山东省电力公司广饶县供电公司山东省东营市257300）摘要：输电线路大部分处于户外，恶劣天气条件下发生故障的可能性较大，研究输电线在不同气象条件下的风险分析方法，便于实现在线风险预警，提前做好安全措施。气象因素对输电线路故障率及电网可靠性有着重要影响，鉴于气象因素的多变性及复杂性，木文建立了计及不同气象等级和不同气象因素的输电线路故障率模型，提出一种基于灰色模糊理论的多气象因素组合的输电线路风险分析方法。关键词：多气象；因素组合；输电线路；风险；在过去的研究中主

2、要从电网的离线可靠性评估要求出发对考虑气象条件的输电线可靠性模型进行了较多研究，而对输电线在线风险分析和预警方法的研究较少。建立计及气象等级的多因素输电线路风险分析方法，拟通过灰色模糊综合评判得到贴近实际的风险评判结果。一、概述近年来电网的规模不断扩大，结构H趋复杂，地理跨度不断增加，同时全国各地气象灾害频发，雷电、大风、冰雪、山火、台风等气象灾害对暴露在外部环境中的输电网产生了重大影响。一是输电设备风险评佔是深入掌握输电设备在电力系统中的运行状况的主要手段，是规划设计、设备制造、安装调试、生产运行

3、、检修维护、生产管理等环节综合水平的度量。二是模拟评价方面，从结构可靠性方面进行建模，分析输电线或杆塔的可靠性。输电杆塔在环境荷载作用下发生疲劳损伤、疲劳破坏的可靠度分析方法；建立了计及地形因素的分时段冰力载荷模型和考虑覆冰影响的分时段风力载荷模型，并形成冰冻灾害可靠性综合模型。模拟评价主要针对的是物理失效，而对于失效比例极高的电气失效，如雷击、风偏放电、污闪、冰闪等，其方法不具有适用性。二、气象因素的输电线路维修风险评估模型为了在维修决策过程中计及对系统运行风险的影响，需要进行定量的风险评估以确定

4、某条线路因维修退出运行后对系统可靠性的影响。维修会引起其他线路潮流增加导致线路失效率增大，线路停运率随潮流变化的折线模型和双曲线模型，但均未考虑气象因素对线路失效停运的影响。输电线路物理参数受环境直接影响，如人气等因素影响线路额定容量，还会影响线路潮流越限下阈值和上阈值。不同地区、不同月份的天气条件对输电线路失效率的影响大小不同，例如某地区1、2月份雨雪冰冻灾害天气导致线路失效率很高，因此在输电线路维修风险评估中冇必要计及输电线路维修期间的气象因素对其他线路可靠性的影响。在输电设备维修风险评估模型中

5、必须要进行预想故障分析和最优潮流的计算，以识别系统失效状态并计算负荷削减量。风险评估的0的是在线路维修停运期间通过可靠性评估得到可靠性指标，如期望缺供电量、负荷供应能力、电力不足概率等。本文采用期望缺供电量作为风险指标，这样可把失效频率与失效后果结合为统一的风险指标进行风险评估。在电力系统可靠性评估中期望缺供电量可用下式计算：，式中：S为给定时间区间内不能满足负荷需求的系统状态全集；Ci为状态i条件下削减的负荷功率；Fi为系统处于状态i的频率；Di为状态i的持续吋间。传统的电力系统可靠性评估模型反映

6、系统长期的可靠性水平，对单个元件的失效频率通常用年平均失效次数来估计。三、多气象因素的输电线路故障风险灰色模糊综合评判模型1.建立综合评判模型的基本思路。在统计分析各个气象因素在不冋气象等级下的故障率时，由于各个气象因素的信息充分度各不相同，使其具冇很人程度的灰色性，如雷电数据可以直接测量获得，而覆冰只能通过其它气象信息推断获得。同样，依据天气预报得到的下一时段气象条件，由于气象条件的复杂多变性和多样性，使下一吋段综合气象具有一定的模糊性。因此，采用灰色模糊综合评判可使评判结果更加客观可信。其基本思

7、路如下步骤：一是建立与输电线路故障率有关的气象评判因素集；二是根据下一时段的气象条件，获取各个气象因素的故障率；三是通过经典的隶属度函数来表征因素集与评判集之间的模糊关系利用改进的层次分析法确定权重；利用灰色模糊理论进行输电线路风险等级综合评判。1.输电线路风险等级评判因素的确定。导致输电线路发生故障的气象因素很多，但根据电力部门多年的数据收集表明，引起线路故障的气象因素一般是雷电m1、覆冰m2、降雨m3、风m4、气温m5、台风m6、冰雹m7、雪m8。因此，本文就以这8种作为输电线路风险等级评判因素

8、集，用故障率作为每种气象因素在某种气象等级下的评判取值。2.表示评判结果等级的评判集的建立。评判集的等级划分视实际情况而定，等级太少会影响评判精度，太多则将增加运算的复杂度。本文将输电线路的风险等级划分为4个等级，即V={VI，V2,V3,V4},集合中各元素依次对应高风险、较高风险、一般风险和低风险。3.灰色模糊评判矩阵的建立在模糊理论中，隶属度函数是用来表征因素集与评判集之间的模糊关系，其中，对于定量描述因素采用连续性赋值，对于定性描述因素则采用离散化赋值。在确定