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1、第４０卷第２期２０１６年１月２５日Vol．４０No．２Jan．２５,２０１６DOI:１０．７５００/AEPS２０１５１１１００１４台风及暴雨对电网故障率的时空影响吴勇军１,２,薛禹胜２,谢云云１,２,王昊昊２,段荣华３,黄伟３(１．南京理工大学自动化学院,江苏省南京市２１００９４;２．南瑞集团公司(国网电力科学研究院),江苏省南京市２１１１０６;３．云南电力调度控制中心,云南省昆明市６５００１１)摘要:分析了台风及暴雨影响电力设备故障率的途径;指出停电防御系统为此应拓展采集的数据,包括宏观的天气预报信息及就地的气象数据
2、;提出上述自然灾害中的电网故障率时空预警框架.根据气象信息,结合环境信息及地形地貌信息,预测台风及暴雨的时空演变趋势,并按地理特征修正,在线预报恶劣气象直接或通过山洪、滑坡和泥石流等次生灾害造成输电线断线、倒塔、闪络等故障率的改变.通过自然灾害与电力系统稳定分析模块的接口,将在线安全分析由针对不变的预想故障集改进为跟踪灾害动态修正的预想故障集,使停电防御系统对台风及暴雨灾害具备一定的预警及决策支持能力.关键词:停电防御;自然灾害;台风灾害;暴雨灾害;微地形;故障率;在线评估;安全预警０引言和３起,而山洪等次生灾害影响房
3、山区６０００户用[８]电.中国是台风危害最严重的国家之一,每年登陆[９]强台风及持续暴雨灾害的概率虽小,但发生中国的热带气旋平均９．０９个,其中３．１７个达到台风后却会造成群发性的断线与倒塔,甚至在其他阻塞[１]等级;从海洋吹来的西南风和东南风,水汽丰沛,[１０Ｇ１２]的推波助澜下演化为电力灾难,其风险不容忽极易产生暴雨天气.二者严重威胁着电网安全.[１３]视.日美等国按灾害概率来提高电网设计标２００４年台风“云娜”导致浙江电网５００kV及１１０kV[１４]准,文献[１５Ｇ１６]则提出以风险准则应对高风险线路分别跳闸１
4、０次及６８次,受损线路３３４２km,[２]小概率事件,即除了按动态投资与风险之和最小的９座２２０kV变电所停电,主变压器跳闸５台次.原则针对性地提高一次系统的设计标准外,对于超２００５年,强台风“达维”造成海南大批３５kV及以下过实际设计的灾难场景,可靠、有效的二次停电防御配电设备受损,大量１１０kV及２２０kV线路因永久[３]系统不可或缺.该文献从信息采集、风险分析和控性故障而开断,海南电网崩溃.２００６年,超强台制决策３个方面指出了已有停电防御系统在应对极风“桑美”造成温州电网５００kV,２２０kV,１１０kV共[
5、４]端灾害时存在的不足.２７回线路跳闸.２００８年,台风“黑格比”造成广东当前的停电防御系统仅采集电力信息,按不变１１０kV及以上线路大量跳闸,配电线路倒杆及断[５]的设备故障率和固定的预想故障集来分析系统稳定杆.１９９６年,暴雨引发的特大洪水淹没柳州电网[１７Ｇ１９]性.华东电网及福建省电力公司分别建立了台５座１１０kV及１座３５kV变电站,损失４０００多万风监视系统,结合地理信息系统(GIS)数据,查询大元.２００３年,暴雨造成上海浦东地区３１条线路故[６]风圈范围内的场站与设备状态;一些省电力公司开障,影响到２０
6、多万用户.２０１２年,南方大范围的[２０]始建立暴雨的监测与预警系统.这些独立的系强降雨影响广东电网１０万用户,广西电网８个乡镇[７]统采用人为选定的预想故障集及离线制定的处置预停电,云南电网３９２个台区停电.２０１２年,北京案,缺乏自适应的应对能力.特大暴雨导致２２０kV和１１０kV线路分别故障１起文献[２１]给出了停电防御向自然灾害拓展的框架和实现思路,并建立了外部环境和电力系统安全收稿日期:２０１５Ｇ１１Ｇ１０.国家重点基础研究发展计划(９７３计划)资助项目稳定分析的接口,支持自然灾害早期预警和自适应(２０１３C
7、B２２８２０４);国家自然科学基金重点项目(６１５３３０１０);决策.文献[２２]提出了自适应外部极端灾害的电网中泰合作基金项目(５１５１１０１１６１);云南电网公司科技项目安全稳定防御系统的工程应用设计.(YDTZＧF２０１４Ｇ１０５).文献[２３]论述了微地形对送电线路的影响;文２０吴勇军,等台风及暴雨对电网故障率的时空影响献[２４]根据观测资料研究了风向及地形高差对风速１．２暴雨致灾途径及其对电力设备的影响的影响;文献[２５]考虑了山峰和山坡对迎坡风的影１．２．１暴雨引发次生灾害的机理响,但没有涉及顺坡风及过渡带
8、风;文献[２６Ｇ２８]分１)暴雨型滑坡的形成机理[３５]析了地形和海拔高度对降雨量的影响.据统计７０％的滑坡由降雨引起.在降雨作为了计及台风、暴雨及其次生灾害对线路故障用下,斜坡上的岩体和土体的受力平衡破坏,造成沿[２９]率的影响,文献中有的采用统计数据,但难以实某个滑动面向下运动.现在线预警.也有文献建立故障率与气象要素的映其基
