[發(fā)明專利]多重山火故障輸電線路風(fēng)險程度分層快速分析方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710140762.5
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106951618B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸佳政;簡洲;郭俊;方針;李波;徐勛建
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)湖南省電力公司;國網(wǎng)湖南省電力公司防災(zāi)減災(zāi)中心;國家電網(wǎng)公司;湖南省湘電試研技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06;G01R31/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)43213
• 代理人: 何湘玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣工程及計算機(jī)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多重山火故障輸電線路風(fēng)險程度分層快速分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

受天氣、植被和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活的影響，山火災(zāi)害具有短時間內(nèi)高集中性的特點，容易在高發(fā)期大范圍爆發(fā)，引起多條輸電線路同時跳閘，且線路跳閘后重合閘率低，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，山火災(zāi)害已成為引發(fā)輸電線路跳閘的重要災(zāi)害。

在輸電線路山火發(fā)生前，將滅火裝備提前部署至山火風(fēng)險最大的區(qū)域，可以提高山火救援效率，降低電網(wǎng)災(zāi)害損失。而當(dāng)山火大面積爆發(fā)時，滅火資源的總量通常是有限的，因此，需要對輸電線路山火風(fēng)險程度進(jìn)行排序，從而提前科學(xué)布置滅火裝備至電網(wǎng)風(fēng)險最大的線路，提高山火救援效率。由于山火大面積爆發(fā)時有多條輸電線路同時遭受山火威脅，如果采用枚舉法計算不同線路故障組合情形下(又稱：故障集)的電網(wǎng)風(fēng)險，并對輸電線路的重要程度進(jìn)行排序，將出現(xiàn)維數(shù)災(zāi)問題，例如當(dāng)有30條輸電線路同時遭受山火威脅時，總共約有1.05×1.1×10⁹種可能的故障集，計算量過大，計算時間長達(dá)數(shù)千小時，無法應(yīng)用于實際工程；同時，現(xiàn)有的穩(wěn)定性指標(biāo)(EEAC和FASTEST.薛禹勝.電力系統(tǒng)自動化，1998，22(9)：25-30)主要考慮電網(wǎng)的頻率、電壓、潮流等因素，2011年國務(wù)院和電網(wǎng)公司相繼頒布了《電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理條例》、《國家電網(wǎng)公司安全事故調(diào)查規(guī)程》、《中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力事故(事件)調(diào)查規(guī)程》以及相關(guān)的輸電線路運行考核管理規(guī)定，對電網(wǎng)風(fēng)險程度評價提出了更全面的要求，除電網(wǎng)穩(wěn)定性外還需考慮負(fù)荷損失、停電范圍等多方面因素。

專利ZL201510191773.7提出了山火災(zāi)害下輸電線路風(fēng)險集對分析方法，該方法運用集對分析理論，根據(jù)火點數(shù)量、火點與線路告警距離得出山火風(fēng)險等級，未對風(fēng)險進(jìn)行量化；專利CN104732103A和專利CN104715346A提出了山火災(zāi)害下輸電線路臨近風(fēng)險分析方法，該方法根據(jù)輸電線路附近的植被類型、風(fēng)速大小、火點與線路告警距離分析輸電線路的風(fēng)險大小，未分析電網(wǎng)的風(fēng)險；專利CN104915775A提出了山火災(zāi)害下輸電線路的風(fēng)險分析與應(yīng)急方法，該方法根據(jù)輸電線路跳閘概率和電網(wǎng)負(fù)荷切除量分析山火災(zāi)害對電網(wǎng)的風(fēng)險大小，未分析對每條輸電線路的風(fēng)險大小。

以上專利均未考慮多故障組合下單條線路的風(fēng)險評估問題，沒有解決當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大、火點數(shù)增加導(dǎo)致的計算量和計算時間的維數(shù)災(zāi)問題,也沒有提出符合工程實際的電網(wǎng)風(fēng)險評價指標(biāo)。針對上述專利的局限，本文發(fā)明一種多重山火故障的輸電線路風(fēng)險程度分層快速分析方法及系統(tǒng)，同時提出了考慮穩(wěn)定裕度、電網(wǎng)事故等級以及運行評價指標(biāo)的電網(wǎng)風(fēng)險綜合評價指標(biāo)，可快速、有效地分析大范圍山火災(zāi)害下大電網(wǎng)輸電線路的重要性排序，為滅火裝備的提前布置提供重要依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于公開一種多重山火故障輸電線路風(fēng)險程度分層快速分析方法及系統(tǒng)，以快速、有效地分析在山火災(zāi)害引發(fā)輸電線路多重故障情形下，電網(wǎng)輸電線路的重要性排序。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種多重山火故障輸電線路風(fēng)險程度分層快速分析方法，包括：

步驟(1)、獲取受山火威脅的線路數(shù)為N，采用隨機(jī)數(shù)列生成器生成長度為N的0/1數(shù)列作為電網(wǎng)的故障集，記為X＝[x₁,x₂,...,x_N]，其中x_i表示受威脅線路i的狀態(tài)，為1表示正常運行，為0表示跳閘，當(dāng)故障集中有k個0時，該故障集為k重故障集；

步驟(2)、綜合電網(wǎng)穩(wěn)定裕度指標(biāo)、電網(wǎng)事故風(fēng)險指標(biāo)和電網(wǎng)運行風(fēng)險指標(biāo)評估各故障集下的電網(wǎng)風(fēng)險R；

步驟(3)、對電網(wǎng)進(jìn)行q次預(yù)模擬，結(jié)合電網(wǎng)風(fēng)險預(yù)估實際模擬中各重故障的模擬次數(shù)與總模擬次數(shù)的比例關(guān)系，計算公式如下：

其中，n_k表示第k重故障所需的模擬次數(shù)，n表示總模擬次數(shù)，表示k重故障的第r次模擬，表示t重故障的第r次模擬，m_k表示q次預(yù)模擬中k重故障的個數(shù)，m_t表示q次預(yù)模擬中t重故障的個數(shù)，e是自然常數(shù)；

步驟(4)、在當(dāng)前大于或等于100的模擬總數(shù)n中，根據(jù)上述所計算出的各重故障的模擬次數(shù)與總模擬次數(shù)的比例關(guān)系計算電網(wǎng)各重故障所需的模擬次數(shù)n_k，分別對k重故障進(jìn)行n_k次實際模擬，計算線路i在k重故障中的風(fēng)險指標(biāo)如下所示：