專利名稱：電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電網(wǎng)防雷技術(shù)領(lǐng)域，特別是電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其適用于電力系統(tǒng)中的高壓電網(wǎng)、超高壓電網(wǎng)及特高壓電網(wǎng)的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
背景技術(shù)：
雷擊災(zāi)害是十大自然災(zāi)害之一。長(zhǎng)期以來(lái)，雷擊故障一直是困擾電網(wǎng)安全供電的一個(gè)難題。近年來(lái)，隨著我國(guó)電力系統(tǒng)快速發(fā)展，供用電系統(tǒng)的容量越來(lái)越大，網(wǎng)架越來(lái)越密，電壓等級(jí)越來(lái)越高，輸電線路的桿塔越來(lái)越高，與此同時(shí)面臨的新情況新問(wèn)題是，停電事故發(fā)生的機(jī)率相應(yīng)增加，尤其是雷擊所引起的線路停電事故日益增多，超高壓電網(wǎng)的雷擊事故也呈加劇之勢(shì)。申請(qǐng)人根據(jù)收集到的有關(guān)電網(wǎng)雷害發(fā)生的信息經(jīng)過(guò)分析研究后認(rèn)為，隨著電網(wǎng)系統(tǒng)容量的迅速增大，一旦遭受雷擊引發(fā)事故，若處理不當(dāng)很容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生崩潰解裂，形成大面積停電的巨大惡性電網(wǎng)事故，給社會(huì)和人民帶來(lái)難以估量的損失和后果。因此，為避免雷害造成的損失，必須對(duì)雷擊所引起的線路停電事故進(jìn)行有效的預(yù)防。當(dāng)前，圍繞著雷擊前如何預(yù)防和盡量減小雷擊損害，已成為電網(wǎng)安全運(yùn)行必須考慮的重點(diǎn)問(wèn)題，如何解決這個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題，據(jù)申請(qǐng)人所知，業(yè)內(nèi)專業(yè)技術(shù)人員在這方面進(jìn)行了一些有益的探索和研究，尋找對(duì)高壓輸電線路實(shí)施防雷保護(hù)的有效方法，就現(xiàn)時(shí)的高壓輸電線路的防雷保護(hù)情況而言，迫切需要一種能表示出電網(wǎng)雷害分布的、 能指導(dǎo)高壓輸電線路“有的放矢”實(shí)施防雷保護(hù)的方法。申請(qǐng)人認(rèn)為，能指導(dǎo)高壓輸電線路 “有的放矢”實(shí)施防雷保護(hù)的方法，首先要解決的是如何對(duì)電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行正確而有效地評(píng)估這個(gè)問(wèn)題。通常，對(duì)電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，有關(guān)雷害的一些重要信息和技術(shù)參數(shù)是進(jìn)行評(píng)估的依據(jù)，如雷電活動(dòng)情況、雷擊跳間率，電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)、絕緣配置和防雷措施等?，F(xiàn)在某些針對(duì)電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估的方法，對(duì)雷擊跳閘率的關(guān)注度高，將其作為衡量電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)，甚至是唯一指標(biāo)。申請(qǐng)人在研究中發(fā)現(xiàn)，根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，雖然雷擊引起的線路跳閘次數(shù)所占比例較高，但由于重合閘成功率較高，導(dǎo)致所占非計(jì)劃停運(yùn)比例比所占跳閘比例低。因此，將雷擊跳閘率作為衡量電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)的唯一指標(biāo)是不完全的。雷擊跳閘率是能夠有效反映電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源的特征參數(shù)，但由于雷擊跳閘未必會(huì)造成中斷供電等電力系統(tǒng)永久性故障的嚴(yán)重后果，因此將其直接作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)并不準(zhǔn)確。電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要綜合考慮各條線路走廊的雷電活動(dòng)情況、地形地貌特征、線路結(jié)構(gòu)和絕緣配置、 防雷措施等差異性評(píng)估雷擊跳閘風(fēng)險(xiǎn)，并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)的將雷擊跳閘風(fēng)險(xiǎn)和電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和損失性聯(lián)系起來(lái)考慮，依據(jù)祥實(shí)的信息資料經(jīng)過(guò)分析和研究來(lái)評(píng)估各條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)申請(qǐng)人所知，現(xiàn)有的針對(duì)電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法有中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)的《電網(wǎng)雷害分布確定方法》(申請(qǐng)?zhí)?00810047398. 9)，其主要特征在于，根據(jù)電網(wǎng)絕緣結(jié)構(gòu)，即電網(wǎng)電壓等級(jí)、輸電線路構(gòu)架、地形因素，將能引起輸電線路絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)的危險(xiǎn)雷電流幅值范圍值作為判據(jù)，此判據(jù)分為反擊危險(xiǎn)電流和繞擊危險(xiǎn)電流判據(jù)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)網(wǎng)格中雷電的電流幅值特性，剔除判據(jù)之外的數(shù)據(jù)，獲得電網(wǎng)反擊雷害分布和電網(wǎng)繞擊雷害分布。該方法存在的不足之處是，只獲取了可能引起線路跳閘的危險(xiǎn)雷電流分布，而未將雷擊跳閘與電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和損失性聯(lián)系起來(lái)考慮。中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)的《基于雷電參數(shù)統(tǒng)計(jì)的輸電線路防雷性能評(píng)估方法》(申請(qǐng)?zhí)?00810048399. 5)，其包括以下步驟(1)給定需要進(jìn)行防雷性能評(píng)估的輸電線路信息； (2)對(duì)給定輸電線路進(jìn)行指定時(shí)間段內(nèi)的地閃密度、雷電流幅值概率分布統(tǒng)計(jì)；(3)計(jì)算以桿塔進(jìn)行分段的輸電線路各區(qū)段在指定時(shí)間段內(nèi)的雷擊跳閘率；(4)依據(jù)線路雷擊跳閘率的設(shè)計(jì)值、規(guī)定值或運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定參考值，根據(jù)(3)的結(jié)果對(duì)輸電線路防雷性能在時(shí)空上的差異性進(jìn)行評(píng)估。該方法雖考慮了雷電活動(dòng)、地形地貌、桿塔結(jié)構(gòu)和絕緣配置的差異性對(duì)于線路防雷性能的影響，也能夠較好地評(píng)估線路的雷擊跳閘風(fēng)險(xiǎn)，但存在的不足之處是， 未考慮雷擊跳閘后續(xù)過(guò)程對(duì)電網(wǎng)造成的風(fēng)險(xiǎn)。申請(qǐng)人:在如何有效預(yù)防電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)的研究中發(fā)現(xiàn)，影響電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)的主要因素應(yīng)包括雷擊跳間率、雷擊重合間率、手動(dòng)強(qiáng)送成功率、供電可靠性、設(shè)備損害性、線路運(yùn)行時(shí)間和線路重要性等級(jí)。目前，通常采用的做法是，僅以雷擊跳閘率作為評(píng)估電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)，認(rèn)為雷擊跳閘率較高的線路，其雷害風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)較高。申請(qǐng)人認(rèn)為，由于雷擊跳閘為電力系統(tǒng)中的瞬時(shí)性故障，在發(fā)生雷擊，出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象后，通常碰到的情況是，雷擊重合閘成功率較高，雷擊跳間轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰眯怨收系目赡苄暂^低，在重合間成功情況下因雷擊跳閘造成的雷害損失并不十分嚴(yán)重。因此，將雷擊跳閘率作為唯一衡量電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)是不完全的，需要考慮雷擊跳閘后對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行、輸變電設(shè)備造成的一系列損失進(jìn)行綜合評(píng)估，從而得到更加全面細(xì)致的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)該探索和研究一種以計(jì)算機(jī)及信息系統(tǒng)為平臺(tái)的自動(dòng)化評(píng)估技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)該能夠綜合考慮各條線路走廊的雷電活動(dòng)情況、地形地貌特征、線路結(jié)構(gòu)和絕緣配置、防雷措施等差異性評(píng)估雷擊跳閘風(fēng)險(xiǎn)，并在此基礎(chǔ)上細(xì)致考慮雷擊重合閘率、手動(dòng)強(qiáng)送成功率、供電可靠性、設(shè)備損害性、線路運(yùn)行時(shí)間和線路重要性等級(jí)等主要因素對(duì)電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，尤其是現(xiàn)有的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的不足，進(jìn)行研究和改進(jìn)，提出電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。具體的說(shuō)，本發(fā)明是一種生成電網(wǎng)雷害分布的計(jì)算機(jī)自動(dòng)評(píng)估技術(shù)，能夠綜合考慮雷擊跳間率及雷擊跳間后續(xù)過(guò)程對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和輸變電設(shè)備可能造成的影響，適用于對(duì)電網(wǎng)內(nèi)多條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是采用電網(wǎng)內(nèi)各條線路基本信息、線路雷電活動(dòng)特征、線路地理信息、線路結(jié)構(gòu)特征、線路絕緣特征，進(jìn)行雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，其特征在于，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算得到各條線路的雷擊跳間率，雷擊重合間成功、重合失敗但強(qiáng)送成功、重合失敗且強(qiáng)送失敗這三部分的概率值；運(yùn)用電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，采用計(jì)算機(jī)建立電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，針對(duì)不同線路雷擊跳間后對(duì)電網(wǎng)供電和輸電設(shè)備造成的損失進(jìn)行量化評(píng)估， 獲得電網(wǎng)內(nèi)多條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)；根據(jù)電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)計(jì)算得到能夠初步反映各條線路風(fēng)險(xiǎn)高低的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值；考慮雷電活動(dòng)隨機(jī)性，引入電網(wǎng)實(shí)際雷擊故障數(shù)據(jù)，采用電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)再次評(píng)估并校核風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值；再以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)校核，將經(jīng)過(guò)校核后的評(píng)估結(jié)果作為電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，其基本步驟如下(1)綜合確定電網(wǎng)內(nèi)各條線路的雷電活動(dòng)特征、線路地理信息、線路結(jié)構(gòu)特征、線路絕緣特征，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行防雷仿真計(jì)算得到各條線路的雷擊跳閘率；(2)根據(jù)各條線路的雷擊跳閘率、雷擊重合閘成功率和手動(dòng)強(qiáng)送成功率，通過(guò)計(jì)算機(jī)程序計(jì)算得到各條線路雷擊重合間成功、重合失敗但強(qiáng)送成功、重合失敗且強(qiáng)送失敗這三部分的概率值；(3)采用計(jì)算機(jī)建立電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，針對(duì)不同線路雷擊跳閘后對(duì)電網(wǎng)供電和輸電設(shè)備造成的損失進(jìn)行量化評(píng)估，采用計(jì)算機(jī)建立層次結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用層次結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算程序，該層次結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算程序能夠根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)類別自動(dòng)選擇相應(yīng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則；其中，雷擊重合閘成功的風(fēng)險(xiǎn)只需考慮線路重要性等級(jí)、線路運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備損害性的影響，而重合失敗下的兩部分風(fēng)險(xiǎn)都需考慮供電可靠性、線路重要性等級(jí)、線路運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備損害性的共同影響；(4)將評(píng)估參數(shù)輸入層次結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算程序，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成評(píng)估計(jì)算，獲得三種風(fēng)險(xiǎn)各自的評(píng)價(jià)權(quán)重向量，它們是能夠反映各條線路的雷擊重合閘成功、重合失敗但強(qiáng)送成功和重合失敗且強(qiáng)送失敗三種風(fēng)險(xiǎn)的三個(gè)權(quán)重向量；(5)采用計(jì)算機(jī)對(duì)步驟⑷得到的三種風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量和步驟⑵得到的各條線路對(duì)應(yīng)三種風(fēng)險(xiǎn)的概率值分別進(jìn)行相乘，再考慮三種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)雷害風(fēng)險(xiǎn)的的影響程度——重合閘成功<重合間失敗但強(qiáng)送成功<重合間失敗且強(qiáng)送失敗，進(jìn)行加權(quán)求和；(6)對(duì)獲得電網(wǎng)內(nèi)多條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)校核首先將評(píng)估參數(shù)統(tǒng)計(jì)值輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行上述步驟(1) (5)的計(jì)算，得到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值；在此基礎(chǔ)上，考慮雷電活動(dòng)的隨機(jī)性，引入各條線路實(shí)際雷擊跳閘率、重合閘成功率、強(qiáng)送成功率及實(shí)際故障數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行步驟O) (5)的計(jì)算，得到基于實(shí)際故障數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值；最后，電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)能夠根據(jù)不同線路運(yùn)行時(shí)間的差異自動(dòng)調(diào)整權(quán)重，將兩組評(píng)估值疊加得到最終的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。其特征在于，電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成層次結(jié)構(gòu)模型建立、單一種類風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和多種風(fēng)險(xiǎn)加權(quán)求和。其特征在于，電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果是考慮雷擊跳閘后續(xù)過(guò)程對(duì)供電和輸電設(shè)備的損害得到的。其特征在于，電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果能夠反映電網(wǎng)內(nèi)各條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)差異性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)電網(wǎng)內(nèi)各線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是基于電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型進(jìn)行，其以雷擊跳閘率作為基礎(chǔ)，考慮雷擊跳閘后對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行、輸電設(shè)備造成的一系列損失進(jìn)行綜合評(píng)估，從而獲得對(duì)電網(wǎng)內(nèi)各線路雷害風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估結(jié)果，由于對(duì)多種因素的影響給以充分的考慮，使得最終的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果更加真實(shí)可靠，本發(fā)明帶來(lái)的積極效果是，進(jìn)一步完善了電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。本發(fā)明的推廣應(yīng)用，將會(huì)有效的幫助電網(wǎng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行部門(mén)，掌握電網(wǎng)內(nèi)各線路防雷性能存在的差異，找出電網(wǎng)防雷薄弱點(diǎn)，更加科學(xué)的、有針對(duì)性的采取防雷措施來(lái)提高現(xiàn)有電網(wǎng)防雷性能，更加精細(xì)化的管理電網(wǎng)。


圖1、本發(fā)明的流程2、本發(fā)明采用的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估整體方案示意3、本發(fā)明采用的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型圖
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的描述。如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明采用電網(wǎng)內(nèi)各條線路基本信息、線路雷電活動(dòng)特征、線路地理信息、線路結(jié)構(gòu)特征、線路絕緣特征進(jìn)行雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，采用防雷計(jì)算程序，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算得到各條線路的雷擊跳間率，雷擊重合間成功、重合失敗但強(qiáng)送成功、重合失敗且強(qiáng)送失敗這三部分的概率值；運(yùn)用電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層三部分，其中，目標(biāo)層涵蓋電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)，準(zhǔn)則層包括供電可靠性、運(yùn)行時(shí)間、重要性等級(jí)、設(shè)備損害性，非計(jì)劃停電時(shí)間、損失負(fù)荷、導(dǎo)地線燒壞、絕緣子損壞、接地引下線燒壞，方案層包括線路1、線路1、…線路η;采用計(jì)算機(jī)建立電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，針對(duì)不同線路雷擊跳間后對(duì)電網(wǎng)供電和輸電設(shè)備造成的損失進(jìn)行量化評(píng)估，獲得電網(wǎng)內(nèi)多條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)。結(jié)合不同線路雷擊重合閘成功率和強(qiáng)送成功率的統(tǒng)計(jì)值、以及各種輸電設(shè)備(包括絕緣子、導(dǎo)線、地線、接地引下線等)的雷擊平均故障率、不同線路的運(yùn)行時(shí)間、重要性等級(jí)等信息資料，根據(jù)電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)計(jì)算得到能夠初步反映各條線路風(fēng)險(xiǎn)高低的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值；考慮雷電活動(dòng)隨機(jī)性，引入電網(wǎng)實(shí)際雷擊故障數(shù)據(jù)采用電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)再次評(píng)估并校核風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值； 最終，以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)校核后的評(píng)估結(jié)果作為電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。 基本步驟包括(1)綜合確定電網(wǎng)內(nèi)各條線路的雷電活動(dòng)特征、線路地理信息、線路結(jié)構(gòu)特征、線路絕緣特征，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行防雷仿真計(jì)算得到各條線路的雷擊跳閘率；(2)根據(jù)各條線路的雷擊跳閘率、雷擊重合閘成功率和手動(dòng)強(qiáng)送成功率通過(guò)計(jì)算機(jī)程序計(jì)算得到各條線路雷擊重合間成功、重合失敗但強(qiáng)送成功、重合失敗且強(qiáng)送失敗這三部分的概率值；(3)采用計(jì)算機(jī)建立電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，針對(duì)不同線路雷擊跳閘后對(duì)電網(wǎng)供電和輸電設(shè)備造成的損失進(jìn)行量化評(píng)估，采用計(jì)算機(jī)建立層次結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用層次結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算程序，要求該層次結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算程序能夠根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)類別自動(dòng)選擇相應(yīng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則；其中，雷擊重合閘成功的風(fēng)險(xiǎn)只需考慮線路重要性等級(jí)、線路運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備損害性的影響，而重合失敗下的兩部分風(fēng)險(xiǎn)都需考慮供電可靠性、線路重要性等級(jí)、線路運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備損害性的共同影響；(4)將評(píng)估參數(shù)輸入層次結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算程序，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成評(píng)估計(jì)算，獲得三種風(fēng)險(xiǎn)各自的評(píng)價(jià)權(quán)重向量，它們是能夠反映各條線路的雷擊重合閘成功、重合失敗但強(qiáng)送成功和重合失敗且強(qiáng)送失敗三種風(fēng)險(xiǎn)的三個(gè)權(quán)重向量；(5)采用計(jì)算機(jī)對(duì)步驟⑷得到的三種風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量和步驟⑵得到的各條線路對(duì)應(yīng)三種風(fēng)險(xiǎn)的概率值分別進(jìn)行相乘，再考慮三種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)雷害風(fēng)險(xiǎn)的的影響程度——重合閘成功<重合間失敗但強(qiáng)送成功<重合間失敗且強(qiáng)送失敗進(jìn)行加權(quán)求和；(6)對(duì)獲得電網(wǎng)內(nèi)多條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)校核首先將評(píng)估參數(shù)統(tǒng)計(jì)值輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行上述步驟(1) (5)的計(jì)算，得到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值；在此基礎(chǔ)上，考慮雷電活動(dòng)的隨機(jī)性，引入各條線路實(shí)際雷擊跳閘率、重合閘成功率、強(qiáng)送成功率及實(shí)際故障數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行步驟(2) (5)的計(jì)算，得到基于實(shí)際故障數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值；最后，電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)能夠根據(jù)不同線路運(yùn)行時(shí)間的差異自動(dòng)調(diào)整權(quán)重，將兩組評(píng)估值疊加得到最終的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層三部分，其中，本發(fā)明不同于以往僅依靠雷擊跳閘率這個(gè)參數(shù)特征評(píng)價(jià)雷害風(fēng)險(xiǎn)的傳統(tǒng)方法；電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)是根據(jù)層次結(jié)構(gòu)模型提出的；評(píng)估結(jié)果是考慮雷擊跳閘后續(xù)過(guò)程對(duì)供電和輸電設(shè)備的損害得到的。本發(fā)明實(shí)施的基本要求是，獲得的評(píng)估結(jié)果能夠反映電網(wǎng)內(nèi)各條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)差異性。本發(fā)明在實(shí)施中，針對(duì)需要進(jìn)行雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的區(qū)域電網(wǎng)，具體采用以下步驟(1)各條輸電線路雷擊跳閘率計(jì)算給定需要進(jìn)行電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的各線路信息，包括線路基本信息、線路地形地貌信息(依據(jù)線路各桿塔的經(jīng)緯度坐標(biāo)運(yùn)用三維GIS全掃描提取)、線路結(jié)構(gòu)特征信息(桿塔、導(dǎo)線、地線的結(jié)構(gòu)和幾何尺寸)、線路絕緣特征信息(絕緣子串干弧距離、桿塔接地電阻)、線路雷電特征參數(shù)信息(運(yùn)用雷電參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析軟件獲取的地閃密度分布、雷電流幅值累積概率分布)?；谏鲜鼍€路信息，采用防雷仿真計(jì)算程序進(jìn)行逐個(gè)桿塔雷擊跳間率計(jì)算，得到各個(gè)桿塔的雷擊跳間率計(jì)算值；將整條線路各個(gè)桿塔的雷擊跳間率計(jì)算值加權(quán)平均求得線路雷擊跳間率值。(2)電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估參數(shù)錄入輸入電網(wǎng)內(nèi)各條輸電線路的雷擊跳閘率計(jì)算值，雷擊重合閘成功率、強(qiáng)送成功率、 非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)值，額定負(fù)荷，絕緣子、導(dǎo)線、地線的型號(hào)和單價(jià)等；輸入各條線路的實(shí)際雷擊故障數(shù)據(jù)，包括每次雷擊故障的故障時(shí)間，故障桿塔號(hào)，重合閘是否成功，強(qiáng)送是否成功，非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間，損失負(fù)荷，導(dǎo)線、地線損壞長(zhǎng)度和型號(hào)，絕緣子損壞數(shù)量和型號(hào)等。(3)電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估三部分風(fēng)險(xiǎn)劃分以雷擊跳閘率為基礎(chǔ)，結(jié)合雷擊重合閘成功率和強(qiáng)送成功率，采用計(jì)算程序計(jì)算得到雷擊重合間成功、重合失敗但強(qiáng)送成功和重合失敗且強(qiáng)送失敗這三部分的概率值，其中計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值時(shí)采用雷擊跳閘率計(jì)算值和統(tǒng)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行評(píng)估結(jié)果校核時(shí)采用實(shí)際故障數(shù)據(jù)。(4)基于電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)分別評(píng)估三部分風(fēng)險(xiǎn)如圖3所示，當(dāng)評(píng)估雷擊重合閘成功的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，只考慮運(yùn)行時(shí)間、重要性等級(jí)和設(shè)備損害性的影響，通過(guò)改進(jìn)層次分析法計(jì)算程序求得各條線路對(duì)于雷擊重合成功風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量Rs;當(dāng)評(píng)估雷擊重合不成功的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需考慮供電可靠性、運(yùn)行時(shí)間、重要性等級(jí)和設(shè)備損害性的影響，通過(guò)改進(jìn)層次分析法計(jì)算程序分別求得各條線路對(duì)于重合失敗但強(qiáng)送成功、重合失敗且強(qiáng)送失敗的權(quán)重向量Re、Rq。以求解雷擊重合成功風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量Rs為例進(jìn)行說(shuō)明①采用三標(biāo)度法求出各線路運(yùn)行時(shí)間、重要性等級(jí)和設(shè)備損害對(duì)應(yīng)的比較矩陣；②依據(jù)改進(jìn)層次分析法計(jì)算程序求得各線路對(duì)運(yùn)行時(shí)間、重要性等級(jí)和設(shè)備損害的權(quán)重向量W22、W23、W24 ；③依據(jù)改進(jìn)層次分析法計(jì)算程序求得運(yùn)行時(shí)間、重要性等級(jí)和設(shè)備損害這三個(gè)因素對(duì)于雷害風(fēng)險(xiǎn)的影響權(quán)重Wl ；④最后按下式自上而下將各層權(quán)重向量進(jìn)行合成得到各線路對(duì)于雷擊重合成功風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量Rs。Rs = [W22 W23 W24] *W1(5)三部分風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量加權(quán)求和考慮三種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)雷害風(fēng)險(xiǎn)的的影響程度(重合閘成功<重合閘失敗但強(qiáng)送成功 <重合間失敗且強(qiáng)送失敗)不同，采用改進(jìn)層次分析法計(jì)算程序求得三部分風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于雷害風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量W2，結(jié)合步驟(4)求得的三部分風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量Rs、Rc、Rq，加權(quán)求和可以得到各線路對(duì)于雷害風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量。(6)采用實(shí)際雷擊故障數(shù)據(jù)校核風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值首先采用電網(wǎng)內(nèi)各條線路的雷擊跳閘率計(jì)算值和統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行上述⑴ (5)的計(jì)算，得到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值；在此基礎(chǔ)上，考慮雷電活動(dòng)的隨機(jī)性，引入各條線路實(shí)際雷擊跳閘率、重合閘成功率、強(qiáng)送成功率及實(shí)際故障數(shù)據(jù)進(jìn)行步驟(2) (5)的計(jì)算，得到基于實(shí)際故障數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值；最后，電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)能夠根據(jù)不同線路運(yùn)行時(shí)間的差異自動(dòng)調(diào)整權(quán)重，將兩組評(píng)估值疊加得到最終的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。本發(fā)明采用的方法不同于以往僅依靠雷擊跳閘率評(píng)價(jià)雷害風(fēng)險(xiǎn)的傳統(tǒng)方法；電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成層次結(jié)構(gòu)模型建立、單一種類風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和多種風(fēng)險(xiǎn)加權(quán)求和；評(píng)估結(jié)果是考慮雷擊跳閘后續(xù)過(guò)程對(duì)供電和輸電設(shè)備的損害得到的。電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估層次結(jié)構(gòu)模型包括電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和層次結(jié)構(gòu)模型，電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型以層次結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)。作為一個(gè)例子，本發(fā)明針對(duì)某地區(qū)15條500kV輸電線路進(jìn)行電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。為了驗(yàn)證本發(fā)明提出的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的準(zhǔn)確性，在采用本例進(jìn)行分析時(shí)，申請(qǐng)人將評(píng)估時(shí)間分別設(shè)定為2008年和2010年，即采用截止2008年和2010年的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)校核風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值分別得到截至2008年和2010年的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。然后，從兩方面驗(yàn)證評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性(1)根據(jù)2009、2010年的實(shí)際雷擊故障情況進(jìn)行驗(yàn)證雷擊故障是否集中在截至 2008年的評(píng)估結(jié)果中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)較高的線路；(2)采用截止2010年的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，比較截止2008年的評(píng)估結(jié)果與截止2010年的評(píng)估結(jié)果是否吻合。如果吻合程度較好，說(shuō)明評(píng)估結(jié)果具有較高的可信性，否則說(shuō)明評(píng)估方法不能很好的評(píng)價(jià)雷害風(fēng)險(xiǎn)。表1為某地區(qū)500kV電網(wǎng)2008年與2010年雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果比較。2009年和2010年，15條線路共計(jì)發(fā)生18次雷擊跳閘，其中14次發(fā)生在2008年評(píng)估結(jié)果中風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高的前7條線路，占故障總數(shù)的77. 8%。可見(jiàn)，雷擊故障絕大部分集中在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高的線路中。另一方面，2008年的評(píng)估結(jié)果與2010年的評(píng)估結(jié)果相比，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最高的7條線路未發(fā)生任何變化，僅在風(fēng)險(xiǎn)排序上發(fā)生變化，表明兩年的評(píng)估結(jié)果吻合程度較好，本發(fā)明提出的評(píng)估方法能夠較好的評(píng)價(jià)雷害風(fēng)險(xiǎn)。在考慮雷電分散性的條件下，評(píng)估結(jié)果能夠反映區(qū)域電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)的一般規(guī)律。 表1某地區(qū)500kV電網(wǎng)2008年與2010年雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果比較
權(quán)利要求
1.電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，采用電網(wǎng)內(nèi)各條線路基本信息、線路雷電活動(dòng)特征、線路地理信息、線路結(jié)構(gòu)特征、線路絕緣特征，進(jìn)行雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，其特征在于，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算得到各條線路的雷擊跳間率，雷擊重合間成功、重合失敗但強(qiáng)送成功、重合失敗且強(qiáng)送失敗這三部分的概率值；運(yùn)用電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，采用計(jì)算機(jī)建立電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，針對(duì)不同線路雷擊跳間后對(duì)電網(wǎng)供電和輸電設(shè)備造成的損失進(jìn)行量化評(píng)估，獲得電網(wǎng)內(nèi)多條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)；根據(jù)電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)計(jì)算得到能夠初步反映各條線路風(fēng)險(xiǎn)高低的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值；考慮雷電活動(dòng)隨機(jī)性，引入電網(wǎng)實(shí)際雷擊故障數(shù)據(jù)，采用電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)再次評(píng)估并校核風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值；再以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)校核，將經(jīng)過(guò)校核后的評(píng)估結(jié)果作為電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，其基本步驟如下(1)綜合確定電網(wǎng)內(nèi)各條線路的雷電活動(dòng)特征、線路地理信息、線路結(jié)構(gòu)特征、線路絕緣特征，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行防雷仿真計(jì)算得到各條線路的雷擊跳閘率；(2)根據(jù)各條線路的雷擊跳間率、雷擊重合間成功率和手動(dòng)強(qiáng)送成功率，通過(guò)計(jì)算機(jī)程序計(jì)算得到各條線路雷擊重合間成功、重合失敗但強(qiáng)送成功、重合失敗且強(qiáng)送失敗這三部分的概率值；(3)采用計(jì)算機(jī)建立電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，針對(duì)不同線路雷擊跳閘后對(duì)電網(wǎng)供電和輸電設(shè)備造成的損失進(jìn)行量化評(píng)估，采用計(jì)算機(jī)建立層次結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用層次結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算程序，該層次結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算程序能夠根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)類別自動(dòng)選擇相應(yīng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則； 其中，雷擊重合閘成功的風(fēng)險(xiǎn)只需考慮線路重要性等級(jí)、線路運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備損害性的影響，而重合失敗下的兩部分風(fēng)險(xiǎn)都需考慮供電可靠性、線路重要性等級(jí)、線路運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備損害性的共同影響；(4)將評(píng)估參數(shù)輸入層次結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算程序，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成評(píng)估計(jì)算，獲得三種風(fēng)險(xiǎn)各自的評(píng)價(jià)權(quán)重向量，它們是能夠反映各條線路的雷擊重合閘成功、重合失敗但強(qiáng)送成功和重合失敗且強(qiáng)送失敗三種風(fēng)險(xiǎn)的三個(gè)權(quán)重向量；(5)采用計(jì)算機(jī)對(duì)步驟⑷得到的三種風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量和步驟(2)得到的各條線路對(duì)應(yīng)三種風(fēng)險(xiǎn)的概率值分別進(jìn)行相乘，再考慮三種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)雷害風(fēng)險(xiǎn)的的影響程度——重合閘成功 < 重合間失敗但強(qiáng)送成功< 重合間失敗且強(qiáng)送失敗，進(jìn)行加權(quán)求和；(6)對(duì)獲得電網(wǎng)內(nèi)多條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)校核首先將評(píng)估參數(shù)統(tǒng)計(jì)值輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行上述步驟(1) (5)的計(jì)算，得到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估初值；在此基礎(chǔ)上，考慮雷電活動(dòng)的隨機(jī)性，引入各條線路實(shí)際雷擊跳閘率、重合閘成功率、強(qiáng)送成功率及實(shí)際故障數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行步驟O) (5)的計(jì)算，得到基于實(shí)際故障數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值；最后，電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)能夠根據(jù)不同線路運(yùn)行時(shí)間的差異自動(dòng)調(diào)整權(quán)重，將兩組評(píng)估值疊加得到最終的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成層次結(jié)構(gòu)模型建立、單一種類風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和多種風(fēng)險(xiǎn)加權(quán)求和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果是考慮雷擊跳閘后續(xù)過(guò)程對(duì)供電和輸電設(shè)備的損害得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果能夠反映電網(wǎng)內(nèi)各條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)差異性。
全文摘要
本發(fā)明涉及電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其采用需要進(jìn)行評(píng)估的各條線路信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算得到各條線路的雷擊跳閘率、雷擊重合閘成功、重合失敗但強(qiáng)送成功、重合失敗且強(qiáng)送失敗這三部分的概率值，并在此基礎(chǔ)上采用計(jì)算機(jī)建立電網(wǎng)雷害分布自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，針對(duì)不同線路雷擊跳閘后對(duì)電網(wǎng)供電和輸電設(shè)備造成的損失進(jìn)行量化評(píng)估，獲得電網(wǎng)內(nèi)多條線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)電網(wǎng)內(nèi)各線路的雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基于電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型進(jìn)行，以雷擊跳閘率為基礎(chǔ)，考慮雷擊跳閘后對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行、輸電設(shè)備造成的一系列損失進(jìn)行綜合評(píng)估，獲得對(duì)電網(wǎng)內(nèi)各線路雷害風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估結(jié)果，由于對(duì)多種因素的影響給以充分考慮，使得電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果真實(shí)可靠。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102426305SQ201110257179
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者馮萬(wàn)興, 李曉嵐, 李 雨, 王劍, 童雪芳, 谷山強(qiáng), 趙淳, 陳家宏 申請(qǐng)人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司