[發明專利]一種基于雷電預警的特高壓直流輸電線路雷擊主動防護方法

在審

• 申請號: 201711117076.2
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107909199A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 趙淳;王劍;姜文東;谷山強;彭波;湯亮亮;吳敏;王韜;王佩;郭鈞天;姚堯;盧澤軍
• 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;國家電網公司;國網浙江省電力公司;國網湖北省電力公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;H02H1/00;H02H9/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 張惠玲

方法領域

本發明涉及雷電監測防護方法領域，具體涉及一種基于雷電預警的特高壓直流輸電線路雷擊主動防護方法。

背景方法

特高壓直流輸電線路承擔著大容量的送電任務，其安全運行顯得非常重要。又因特高壓輸電線路分布很廣、縱橫交錯、綿延數百甚至上千公里，基于這些特性，特高壓直流輸電線路很容易遭受雷擊。

為了減少輸電線路的雷擊故障，特高壓輸電線路一般采用的是減小避雷線保護角，增加絕緣子絕緣長度、多重屏蔽、雙回路不平衡絕緣和降低桿塔接地電阻等方法措施。

雖然超、特高壓輸電線路反擊耐雷水平較高，但在高土壤電阻率地區，由于土壤電阻率較高，桿塔的沖擊接地水平嚴重影響到輸電線路的反擊耐雷水平。超、特高壓輸電線路桿塔接地裝置主要流過的是雷電沖擊電流，而對于超、特高壓輸電線路桿塔接地裝置的沖擊特性研究目前相對來說較少，工程設計中采用的多是較低等級的輸電線路桿塔接地電阻沖擊經驗公式。減小地線保護角也可以明顯改善輸電線路的雷電繞擊情況，是極為有效的防雷措施。但由于保護角通常在施工之初便已確定，改變難度較大，因此該方法工程實用性不強，實際中較少采用。

由于以上的原因，現有的方法在運用到特高壓輸電線路的時候依然有其局限性，會對特高壓輸電線路耐雷性能分析帶來一定的誤差。因此，有必要開拓以雷電預警方法為基礎的輸電線路主動性雷電防護新思路，在雷暴臨近前采取有效的處理措施或制定合理的應急預案，以減小電網雷擊故障率以及因雷擊造成的經濟損失和人員傷亡。

發明內容

本發明的目的就是要針對現有裝置的不足，提供一種基于雷電預警的特高壓直流輸電線路雷擊主動防護方法，其采取負荷轉移以及降壓運行的主動防護方法，減小電網雷擊故障率以及因雷擊造成的經濟損失和人員傷亡。

為實現上述目的，本發明所涉及的一種基于雷電預警的特高壓直流輸電線路雷擊主動防護方法，其包括如下步驟：

步驟1：通過雷電預警系統進行雷擊判斷；

步驟2：如雷電預警系統進行雷擊判斷結果為否，則輸電系統正常運行，雷擊主動防護系統不運行；如雷電預警系統進行雷擊判斷結果為是，則雷擊主動防護系統開始運行；

步驟3：雷擊主動防護系統開啟負荷轉移和降壓運行兩種主動防護方式；

步驟4：通過雷擊主動防護系統中基于模糊優選的特高壓輸電線路雷擊主動防護方式綜合評價方法進行計算，得出優選結果；

步驟5：雷擊主動防護系統根據基于模糊優選的特高壓輸電線路雷擊主動防護方式綜合評價方法進行計算得出的優選結果，調整負荷轉移和降壓運行的具體參數，從而保證輸電系統正常運行。

進一步地，所述步驟1中：

所述雷擊判斷包括如下步驟：

步驟1.1：通過雷電預警系統判斷是否有雷電活動發生，如其判斷結果為否，則輸電系統正常運行，雷擊主動防護系統不運行；如其判斷結果為是，則進入步驟1.2；

步驟1.2：通過雷電預警系統判斷雷電活動區間內輸電線路是否遭受雷擊，如其判斷結果為否，則輸電系統正常運行，雷擊主動防護系統不運行；如其判斷結果為是，則進入步驟1.3；

步驟1.3：通過雷電預警系統判斷遭受雷擊的輸電線路是否閃絡，如其判斷結果為否，則輸電系統正常運行，雷擊主動防護系統不運行；如其判斷結果為是，則進入步驟2。

進一步地，所述步驟3中：

所述負荷轉移主動防護方式為：

建立負荷轉移的數學模型，將負荷轉移問題構建為如下多目標優化模型：

minF_min (1)

maxF_max (2)

模型有多個目標，可分為兩類，即：最小化目標F_min，包括切負荷代價和事故等級罰款、操作次數、末端負荷、短路電流等；最大化目標F_max，包括全系統的安全裕度、容載比等。約束條件包括：

1)穩態安全穩定性約束η_s≥ε_s，其中η_s為系統安全裕度指標，即過載或低壓裕度，ε_s為對應的裕度口檻值；

2)線路投切狀態約束L_l＝0|1，其中L_l為備用線路投切狀態向量，可取值為0(即未投運)或1(即投運)。

更進一步地，所述步驟3中：