[發明專利]電網雷害風險評估方法

有效

• 申請號: 201110257179.5
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102426305A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 陳家宏;趙淳;谷山強;王劍;李雨;李曉嵐;童雪芳;馮萬興
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司;國網電力科學研究院;華北電力科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李雙全

技術領域

本發明涉及電網防雷技術領域，特別是電網雷害風險評估方法，其適用于電力系統中的高壓電網、超高壓電網及特高壓電網的雷害風險評估。

背景技術

雷擊災害是十大自然災害之一。長期以來，雷擊故障一直是困擾電網安全供電的一個難題。近年來，隨著我國電力系統快速發展，供用電系統的容量越來越大，網架越來越密，電壓等級越來越高，輸電線路的桿塔越來越高，與此同時面臨的新情況新問題是，停電事故發生的機率相應增加，尤其是雷擊所引起的線路停電事故日益增多，超高壓電網的雷擊事故也呈加劇之勢。申請人根據收集到的有關電網雷害發生的信息經過分析研究后認為，隨著電網系統容量的迅速增大，一旦遭受雷擊引發事故，若處理不當很容易造成系統不穩定，情況嚴重時，會導致電網發生崩潰解裂，形成大面積停電的巨大惡性電網事故，給社會和人民帶來難以估量的損失和后果。因此，為避免雷害造成的損失，必須對雷擊所引起的線路停電事故進行有效的預防。當前，圍繞著雷擊前如何預防和盡量減小雷擊損害，已成為電網安全運行必須考慮的重點問題，如何解決這個重點問題，據申請人所知，業內專業技術人員在這方面進行了一些有益的探索和研究，尋找對高壓輸電線路實施防雷保護的有效方法，就現時的高壓輸電線路的防雷保護情況而言，迫切需要一種能表示出電網雷害分布的、能指導高壓輸電線路“有的放矢”實施防雷保護的方法。申請人認為，能指導高壓輸電線路“有的放矢”實施防雷保護的方法，首先要解決的是如何對電網雷害風險進行正確而有效地評估這個問題。

通常，對電網雷害風險進行評估，有關雷害的一些重要信息和技術參數是進行評估的依據，如雷電活動情況、雷擊跳閘率，電網線路結構、絕緣配置和防雷措施等。現在某些針對電網雷害風險進行評估的方法，對雷擊跳閘率的關注度高，將其作為衡量電網雷害風險的指標，甚至是唯一指標。申請人在研究中發現，根據電網運行經驗，雖然雷擊引起的線路跳閘次數所占比例較高，但由于重合閘成功率較高，導致所占非計劃停運比例比所占跳閘比例低。因此，將雷擊跳閘率作為衡量電網雷害風險的唯一指標是不完全的。雷擊跳閘率是能夠有效反映電網雷害風險來源的特征參數，但由于雷擊跳閘未必會造成中斷供電等電力系統永久性故障的嚴重后果，因此將其直接作為風險評估指標并不準確。電網雷害風險評估需要綜合考慮各條線路走廊的雷電活動情況、地形地貌特征、線路結構和絕緣配置、防雷措施等差異性評估雷擊跳閘風險，并在此基礎上系統的將雷擊跳閘風險和電網運行的安全性、穩定性和損失性聯系起來考慮，依據祥實的信息資料經過分析和研究來評估各條線路的雷害風險。

據申請人所知，現有的針對電網雷害風險評估方法有：

中國專利文獻公開的《電網雷害分布確定方法》(申請號200810047398.9)，其主要特征在于，根據電網絕緣結構，即電網電壓等級、輸電線路構架、地形因素，將能引起輸電線路絕緣子串發生閃絡的危險雷電流幅值范圍值作為判據，此判據分為反擊危險電流和繞擊危險電流判據，統計每個網格中雷電的電流幅值特性，剔除判據之外的數據，獲得電網反擊雷害分布和電網繞擊雷害分布。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雷電流分布，而未將雷擊跳閘與電網運行的安全性、穩定性和損失性聯系起來考慮。

中國專利文獻公開的《基于雷電參數統計的輸電線路防雷性能評估方法》(申請號200810048399.5)，其包括以下步驟：(1)給定需要進行防雷性能評估的輸電線路信息；(2)對給定輸電線路進行指定時間段內的地閃密度、雷電流幅值概率分布統計；(3)計算以桿塔進行分段的輸電線路各區段在指定時間段內的雷擊跳閘率；(4)依據線路雷擊跳閘率的設計值、規定值或運行經驗值設定參考值，根據(3)的結果對輸電線路防雷性能在時空上的差異性進行評估。該方法雖考慮了雷電活動、地形地貌、桿塔結構和絕緣配置的差異性對于線路防雷性能的影響，也能夠較好地評估線路的雷擊跳閘風險，但存在的不足之處是，未考慮雷擊跳閘后續過程對電網造成的風險。