本申請涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃，尤其涉及一種臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法及相關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電需求的持續(xù)增長，輸電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，包含架空輸電線路段以及輸電桿塔等設(shè)備的遠(yuǎn)距離輸電支路，已經(jīng)成為整個電網(wǎng)電能傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)。輸電網(wǎng)中的設(shè)備由于長期暴露于大氣環(huán)境中，極易受到臺風(fēng)災(zāi)害的襲擊而發(fā)生故障，一旦發(fā)生故障，就可能導(dǎo)致整條輸電支路電能傳輸?shù)闹袛?，甚至引發(fā)大規(guī)模的停電事故，給輸電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重威脅。

2、目前，已有學(xué)者開展了臺風(fēng)災(zāi)害下輸電網(wǎng)故障情況的研究。但大多認(rèn)為輸電網(wǎng)所處區(qū)域的臺風(fēng)風(fēng)速均相同，或者簡單地將輸電網(wǎng)按天氣條件分區(qū)，從而無法精確反映臺風(fēng)災(zāi)害對輸電網(wǎng)的影響。另外，很多人使用batts臺風(fēng)模型來刻畫臺風(fēng)登陸后風(fēng)場各點(diǎn)風(fēng)速及其衰減過程，具有計算簡便、運(yùn)算速度快等優(yōu)點(diǎn)，但batts臺風(fēng)模型得到的臺風(fēng)風(fēng)場精度較差，且認(rèn)為臺風(fēng)登陸后沿直線移動，與實際情況有所偏差。

3、因此，亟需設(shè)計一種臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，來精確量化比較臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響，同時為電力系統(tǒng)后續(xù)應(yīng)對臺風(fēng)災(zāi)害的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、調(diào)度等操作提供參考。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法及相關(guān)裝置，用于精確量化比較臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響。

2、有鑒于此，本申請第一方面提供了一種臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，所述方法包括：

3、獲取電力系統(tǒng)中的臺風(fēng)關(guān)鍵信息，根據(jù)所述臺風(fēng)關(guān)鍵信息構(gòu)建臺風(fēng)的風(fēng)場模型，用于獲取電力系統(tǒng)任一點(diǎn)的遭遇風(fēng)速；

4、根據(jù)所述遭遇風(fēng)速計算得到輸電線路段和桿塔在某一風(fēng)速下的故障率，從而計算出輸電支路在一定時間內(nèi)的故障概率；

5、根據(jù)各輸電支路的所述故障概率確定故障線路集，并根據(jù)所述故障線路集計算得到電力系統(tǒng)的期望切負(fù)荷量，用于分析臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響。

6、可選地，獲取電力系統(tǒng)中的臺風(fēng)關(guān)鍵信息，根據(jù)所述臺風(fēng)關(guān)鍵信息構(gòu)建臺風(fēng)的風(fēng)場模型，用于獲取電力系統(tǒng)任一點(diǎn)的遭遇風(fēng)速，包括：

7、獲取電力系統(tǒng)中的臺風(fēng)關(guān)鍵信息，根據(jù)所述臺風(fēng)關(guān)鍵信息計算得到臺風(fēng)的中心對稱風(fēng)場和臺風(fēng)中心移動的移行風(fēng)場；

8、對所述中心對稱風(fēng)場和所述移行風(fēng)場進(jìn)行疊加，得到杰氏臺風(fēng)模型的風(fēng)場模型，用于獲取電力系統(tǒng)任一點(diǎn)的遭遇風(fēng)速。

9、可選地，所述根據(jù)所述遭遇風(fēng)速計算得到輸電線路段和桿塔在某一風(fēng)速下的故障率，從而計算出輸電支路在一定時間內(nèi)的故障概率，包括：

10、根據(jù)所述遭遇風(fēng)速計算電力系統(tǒng)中，某一條輸電支路的某一段輸電線路段在臺風(fēng)影響時間內(nèi)的第一累積故障概率，以及某一條輸電支路的某個輸電桿塔在臺風(fēng)影響時間內(nèi)的第二累積故障概率；

11、基于可靠性評估理論中串聯(lián)模型故障概率的計算方法，根據(jù)所述第一累積故障概率和所述第二累積故障概率，計算得到該輸電支路在一定時間內(nèi)的故障概率。

12、可選地，所述根據(jù)各輸電支路的所述故障概率確定故障線路集，并根據(jù)所述故障線路集計算得到電力系統(tǒng)的期望切負(fù)荷量，用于分析臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響，包括：

13、設(shè)各輸電支路之間的故障相互獨(dú)立，根據(jù)各輸電支路的所述故障概率確定若干條輸電支路的組合故障概率，并利用n-i準(zhǔn)則從各所述組合故障概率中篩選出符合預(yù)設(shè)閾值的組合故障概率，從而將篩選得到的組合故障概率對應(yīng)的輸電支路組合作為故障線路集；

14、基于狀態(tài)枚舉法，根據(jù)所述故障線路集計算得到電力系統(tǒng)的期望切負(fù)荷量，用于分析臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響。

15、可選地，所述風(fēng)場模型的計算表達(dá)式為：

16、當(dāng)時：

17、；

18、；

19、當(dāng)時：

20、；

21、；

22、式中，為最大風(fēng)速半徑，為距離臺風(fēng)中心r處x方向上的臺風(fēng)速度分量，為距離臺風(fēng)中心r處y方向上的臺風(fēng)速度分量，、分別為臺風(fēng)中心移行速度在x、y方向上的兩個分量，、分別為臺風(fēng)中心在x、y方向上的兩個坐標(biāo)值，x、y分別為距離臺風(fēng)中心r處在x、y方向上的兩個坐標(biāo)值，為臺風(fēng)流入角。

23、可選地，所述故障概率的計算表達(dá)式為：

24、；

25、式中，l為第m條輸電支路所包含的輸電線路段的個數(shù)；k為第m條輸電支路所包含的輸電桿塔的個數(shù)，為所述第二累積故障概率，為所述第一累積故障概率。

26、可選地，所述期望切負(fù)荷量的計算表達(dá)式為：

27、；

28、式中，n為所述故障線路集中的元素個數(shù)，pi為第i種故障情況發(fā)生的概率，為正常運(yùn)行時電力系統(tǒng)負(fù)荷供應(yīng)的最大值，為第i種故障情況下滿足潮流約束的電力系統(tǒng)負(fù)荷供應(yīng)的最大值。

29、本申請第二方面提供一種臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

30、第一計算單元，用于獲取電力系統(tǒng)中的臺風(fēng)關(guān)鍵信息，根據(jù)所述臺風(fēng)關(guān)鍵信息構(gòu)建臺風(fēng)的風(fēng)場模型，用于獲取電力系統(tǒng)任一點(diǎn)的遭遇風(fēng)速；

31、第二計算單元，用于根據(jù)所述遭遇風(fēng)速計算得到輸電線路段和桿塔在某一風(fēng)速下的故障率，從而計算出輸電支路在一定時間內(nèi)的故障概率；

32、第三計算單元，用于根據(jù)各輸電支路的所述故障概率確定故障線路集，并根據(jù)所述故障線路集計算得到電力系統(tǒng)的期望切負(fù)荷量，用于分析臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響。

33、本申請第三方面提供一種臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析設(shè)備，所述設(shè)備包括處理器以及存儲器：

34、所述存儲器用于存儲程序代碼，并將所述程序代碼傳輸給所述處理器；

35、所述處理器用于根據(jù)所述程序代碼中的指令，執(zhí)行如上述第一方面所述的臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法的步驟。

36、本申請第四方面提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)用于存儲程序代碼，所述程序代碼用于執(zhí)行上述第一方面所述的臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法。

37、從以上技術(shù)方案可以看出，本申請具有以下優(yōu)點(diǎn)：

38、本申請?zhí)峁┝艘环N臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，通過氣象臺獲取臺風(fēng)災(zāi)害的關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)，根據(jù)杰氏臺風(fēng)模型建立臺風(fēng)災(zāi)害的風(fēng)場模型，從而獲得電力系統(tǒng)任一點(diǎn)的臺風(fēng)遭遇風(fēng)速；根據(jù)輸電支路脆弱性模型，電力系統(tǒng)的輸電支路由多條輸電線路段和多個輸電桿塔組成，任一輸電線路段或桿塔因臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生故障都會導(dǎo)致整條輸電支路的故障，計算出電力系統(tǒng)各條輸電支路的故障概率；根據(jù)n-i準(zhǔn)則篩選出電力系統(tǒng)的故障線路集，再通過狀態(tài)枚舉法計算出電力系統(tǒng)的期望切負(fù)荷量，作為風(fēng)險指標(biāo)。本方法得到的結(jié)果可以量化比較臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響，并可為電力系統(tǒng)后續(xù)應(yīng)對臺風(fēng)災(zāi)害的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、調(diào)度等操作提供參考。

技術(shù)特征：

1.一種臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，其特征在于，獲取電力系統(tǒng)中的臺風(fēng)關(guān)鍵信息，根據(jù)所述臺風(fēng)關(guān)鍵信息構(gòu)建臺風(fēng)的風(fēng)場模型，用于獲取電力系統(tǒng)任一點(diǎn)的遭遇風(fēng)速，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，其特征在于，所述根據(jù)所述遭遇風(fēng)速計算得到輸電線路段和桿塔在某一風(fēng)速下的故障率，從而計算出輸電支路在一定時間內(nèi)的故障概率，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，其特征在于，所述根據(jù)各輸電支路的所述故障概率確定故障線路集，并根據(jù)所述故障線路集計算得到電力系統(tǒng)的期望切負(fù)荷量，用于分析臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，其特征在于，所述風(fēng)場模型的計算表達(dá)式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，其特征在于，所述故障概率的計算表達(dá)式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，其特征在于，所述期望切負(fù)荷量的計算表達(dá)式為：

8.一種臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括處理器以及存儲器：

10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)用于存儲程序代碼，所述程序代碼用于執(zhí)行權(quán)利要求1-7任一項所述的臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法及相關(guān)裝置，通過氣象臺獲取臺風(fēng)災(zāi)害的關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)，根據(jù)杰氏臺風(fēng)模型建立臺風(fēng)災(zāi)害的風(fēng)場模型，從而獲得電力系統(tǒng)任一點(diǎn)的臺風(fēng)遭遇風(fēng)速；根據(jù)輸電支路脆弱性模型，電力系統(tǒng)的輸電支路由多條輸電線路段和多個輸電桿塔組成，任一輸電線路段或桿塔因臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生故障都會導(dǎo)致整條輸電支路的故障，計算出電力系統(tǒng)各條輸電支路的故障概率；根據(jù)N?i準(zhǔn)則篩選出電力系統(tǒng)的故障線路集，再通過狀態(tài)枚舉法計算出電力系統(tǒng)的期望切負(fù)荷量，作為風(fēng)險指標(biāo)。本方法得到的結(jié)果可以量化比較臺風(fēng)災(zāi)害對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響，并可為電力系統(tǒng)后續(xù)應(yīng)對臺風(fēng)災(zāi)害的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、調(diào)度等操作提供參考。

技術(shù)研發(fā)人員：李家璐,雷傲宇,高永強(qiáng),梅勇,陶文偉,黃方能,林峰,范俊秋,李太吉,郭恒道,劉韌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10