臺風天氣輸電線路時變可靠性計算方法及風險評估系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風險評估系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，全球范圍內(nèi)的極端氣象災(zāi)害有增多的趨勢，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成 極大威脅，極端氣象條件下的停電防御系統(tǒng)設(shè)計和安全評估等問題引起了電力工作者的重 視。
[0003] 臺風天氣具有易發(fā)性與周期性，對電網(wǎng)的安全影響較大，由于來自氣象部門的臺 風天氣數(shù)據(jù)量大，并且無法在時間和空間上做到高精度量化預(yù)報，現(xiàn)有的臺風可靠性模型 并沒有充分考慮到不同時間、不同地點的輸電線段所發(fā)生的元件故障概率不同，不能實現(xiàn) 輸電線路小尺度、高精度的元件故障概率計算。與供電企業(yè)所要求的精確預(yù)報到單臺電力 設(shè)備（如桿塔）的目標有差距，無法滿足電網(wǎng)公司防臺應(yīng)急工作需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供臺風天氣輸電線路時變可靠性計算方法及風險評 估系統(tǒng)，旨在建立一種更加精確的評估臺風天氣對輸電線路影響的精確模型，從而有效評 估臺風對電網(wǎng)的影響。為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。
[0006] 臺風天氣輸電線路時變可靠性計算方法，其特征在于包括以下步驟：
[0007] 1)構(gòu)建輸電線路有效風速模型：用于計算臺風天氣下輸電線路承受的有效風速；
[0008] 2)構(gòu)建輸電線路單位長度停運率模型：用于計算有效風速對輸電線路影響；
[0009] 3)構(gòu)建輸電線路分段停運率模型；將輸電線路分成多段，設(shè)同段輸電線路的氣 象條件相同，用于計算輸電線路停運率；
[0010] 4)構(gòu)建輸電線路一時間段的時變可靠性模型；用于計算臺風天氣下輸電線路段 在一時間段內(nèi)發(fā)生故障的概率分布。
[0011] 通常輸電線路在空間上的跨度很大，各段風速不盡相同，不同位置的單位長度停 運率也不同。分段計算，提高準確性。本技術(shù)方案構(gòu)建臺風天氣高精度輸電線路可靠性模 型，實現(xiàn)對電網(wǎng)輸電線路的小尺度、高精度預(yù)報，預(yù)報精度能夠精確到單個電力設(shè)施，為臺 風天氣下輸電線路風險評估提供更精確的概率計算依據(jù)。該可靠性模型將氣象與元件的故 障率聯(lián)系在一起，因為可以借助元件故障率來計算電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的概率推斷，以此來 推斷氣象對電力運行的安全風險評估。
[0012] 作為對上述技術(shù)方案的進一步完善和補充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征。
[0013] 輸電線路有效風速模型為：
[0014]
【主權(quán)項】
1. 臺風天氣輸電線路時變可靠性計算方法，其特征在于包括w下步驟： 1) 構(gòu)建輸電線路有效風速模型；用于計算臺風天氣下輸電線路承受的有效風速； 2) 構(gòu)建輸電線路單位長度停運率模型：用于計算有效風速對輸電線路影響； 3) 構(gòu)建輸電線路分段停運率模型； 將輸電線路分成多段，設(shè)同段輸電線路的氣象條件相同，用于計算輸電線路停運率； 4) 構(gòu)建輸電線路一時間段的時變可靠性模型； 用于計算臺風天氣下輸電線路段在一時間段內(nèi)發(fā)生故障的概率分布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺風天氣輸電線路時變可靠性計算方法，其特征在于：輸電 線路有效風速模型為：
式中；x，y為輸電線 路的實際坐標；y ,(t)和y y(t)為t時刻臺風中也的實際坐標；Ai和As為風速系數(shù)，0 1和 〇2為對應(yīng)的衰減系數(shù)，且Ai〉A(chǔ)2, 〇1> 0 2;目（t)為輸電線路與風向之間的夾角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的臺風天氣輸電線路時變可靠性計算方法，其特征在于：輸電 線路單位長度停運率模型為： 韋,(f) = e邱0晉i +巧，式中；Vd為輸電線路的設(shè)計風速；A PW為輸電線路的單位長度 停運率；a、b為系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的臺風天氣輸電線路時變可靠性計算方法，其特征在于：臺風 天氣下，輸電線路的停運率隨時間變化，在構(gòu)建輸電線路一時間段的時變可靠性模型時，輸 電線路在一時間段內(nèi)發(fā)生故障的概率分布表示為：
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的臺風天氣輸電線路時變可靠性計算方法，其特征在于；A1為 最大風速系數(shù)；a為正數(shù)。
6. 臺風天氣輸電線路時變風險評估系統(tǒng)，其特征在于包括： 讀取輸電線路數(shù)據(jù)模塊：用于從電網(wǎng)系統(tǒng)中獲取選定區(qū)域的輸電線路各段坐標、輸電 線路設(shè)計風速； 實時獲取臺風數(shù)據(jù)模塊；用于從氣象系統(tǒng)中獲取臺風參數(shù)，包括影響區(qū)域半徑、最大風 速系統(tǒng)、衰減系統(tǒng)、臺風中也坐標參數(shù)； 計算輸電線路停運率模塊：用于分別選擇不同的時刻，計算臺風與電網(wǎng)的位置關(guān)系，計 算臺風影響線路情況，依據(jù)時變停運率模型，計算臺風對電網(wǎng)有影響的線路停率。 計算電網(wǎng)風險指標模塊：用于表示系統(tǒng)輸電能力的定量指標，W清楚反應(yīng)電力系統(tǒng)可 靠安全程度及發(fā)生多類風險的概率及其后果。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的臺風天氣輸電線路時變風險評估系統(tǒng)，其特征在于；計算電 網(wǎng)風險指標模塊包括： A) 停電電量期望值計算單元，用于從電量的角度來度量由于電網(wǎng)元件故障退出運行而 導(dǎo)致無法滿足用戶負荷需求的程度； B) 停電功率期望值計算單元，用于從功率的角度來度量由于電網(wǎng)元件故障退出運行而 導(dǎo)致無法滿足用戶負荷需求的程度； C) 切負荷概率計算單元，用于計算輸電線路或者變壓器停運而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)電力不足
的概率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的臺風天氣輸電線路時變風險評估系統(tǒng)，其特征在于；停電電 量期望值計算公式為：
;式中；EENS是停電電量期望值，n(s)是狀態(tài)S的出現(xiàn)次數(shù)；NS 是抽樣的總數(shù)；。(S)是第i次抽樣中狀態(tài)S下的負荷削減量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的臺風天氣輸電線路時變風險評估系統(tǒng)，其特征在于；電功率 期望值計算公式為：
式中；邸NS是電功率期望值，n(s)是狀態(tài)S的出現(xiàn)次數(shù)；NS是抽 樣的總數(shù)；。(S)是第i次抽樣中狀態(tài)S下的負荷削減量。
10. 據(jù)權(quán)利要求9所述的臺風天氣輸電線路時變風險評估系統(tǒng)，其特征在于：切負荷概 率計算公式為：
式中：Pwu為切負荷概率值，n(s)是狀態(tài)S的出現(xiàn)次數(shù)，NS是抽樣 的總數(shù)。

【專利摘要】臺風天氣輸電線路時變可靠性計算方法及風險評估系統(tǒng)，涉及一種風險評估系統(tǒng)。目前，現(xiàn)有的臺風可靠性模型無法滿足電網(wǎng)公司防臺應(yīng)急工作需要。本發(fā)明包括以下步驟：構(gòu)建輸電線路有效風速模型：用于計算臺風天氣下輸電線路承受的有效風速；2)構(gòu)建輸電線路單位長度停運率模型：用于計算有效風速對輸電線路影響；3)構(gòu)建輸電線路分段停運率模型；將輸電線路分成多段，設(shè)同段輸電線路的氣象條件相同，用于計算輸電線路停運率；4)構(gòu)建輸電線路一時間段的時變可靠性模型；用于計算臺風天氣下輸電線路段在一時間段內(nèi)發(fā)生故障的概率分布。本技術(shù)方案分段計算，提高準確性，實現(xiàn)對電網(wǎng)輸電線路的小尺度、高精度預(yù)報。
【IPC分類】G06Q10-06, G06Q50-06
【公開號】CN104599023
【申請?zhí)枴緾N201410382394
【發(fā)明人】黃道姍, 楊桂鐘, 黃霆, 査顯煜, 趙明, 黃曲粲
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 南京南瑞集團公司, 國電南瑞科技股份有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學研究院
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年8月6日