[發明專利]一種臺風災害下輸電線路跳閘風險評估方法

有效

• 申請號: 201811267699.2
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109359882B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 侯慧;俞菊芳;李顯強;吳細秀;唐金銳;于士文;耿浩
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種臺風災害下輸電線路跳閘風險評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，輸入研究區域的臺風信息、每條輸電線路設計信息和環境信息，所述輸電線路設計信息包括輸電線路桿塔信息、線路導線信息和懸垂絕緣子串信息；

步驟2，用蒙特卡洛法和剛體直桿法，建立臺風災害下輸電線路的絕緣子串跳閘概率計算模型；

實現步驟如下，

步驟2.1，用蒙特卡洛隨機抽樣法進行臺風風場的模擬，包括在某次臺風下，用蒙特卡洛法在風速范圍(0,a)內隨機抽取m個風速值，在每個風速值下，再隨機在風向角范圍內隨機抽取n個風向角，用來進行風偏角的計算；

步驟2.2，用剛體直桿法進行風偏角的計算，最終能得到N個風偏角的值，其中N＝n×m；假設導線單位長度上的荷載沿檔距均勻分布，則所研究的懸垂絕緣子串風偏角θ的計算公式為：

式中，λ_H為懸垂絕緣子串底部與頂部的水平距離；λ_V為懸垂絕緣子串底部與頂部的豎向距離；G_H為該懸垂絕緣子串中點處在風的作用下所受橫向水平風荷載；G_V為所研究的懸垂絕緣子串本身的重力；W_H為與懸垂絕緣子串底部相連的導線的水平風荷載；W_V為導線的重力荷載；W_Z為懸垂絕緣子串底部懸掛的重錘重力；η為脈動增大系數；

式中，α為風壓不均勻系數；d為導線外徑；K為導線體型系數；γ為風向與線路走向之間的夾角；L_H為導線水平檔距；

導線重力荷載W_V的計算公式如下：

W_V＝W₀·g·L_V×10^-3

式中，W₀為導線單位長度的質量；L_V為導線垂直檔距；

步驟2.3，將計算所得的N個風偏角θ與θ_max進行比較，得該臺風影響下某條三相交流輸電線路第i個直線桿塔的A相導線絕緣子串跳閘的概率P_iA為：

其中，代表風偏角大于跳閘臨界角的概率；

每個三相交流輸電線路的直線桿塔上發生跳閘的概率P_i為：

P_i＝1-(1-P_iA)³

若該條線路上有M座直線桿塔，則該條線路發生絕緣子串跳閘的概率為：

步驟3，在步驟2已建好的臺風災害下輸電線路絕緣子串跳閘概率計算模型中輸入臺風風速范圍，以及所要研究的輸電線路設計信息和環境信息，得到該條輸電線路在該次臺風下絕緣子串的跳閘概率，用以指導災前工作和災后停電損失的預測。

2.根據權利要求1所述的一種臺風災害下輸電線路跳閘風險評估方法，其特征在于：所述步驟1中，臺風信息包括臺風風速v和風向角γ，以及根據研究區域輸電線路在該臺風下的平均最大風速值a劃定的風速范圍(0,a)。

3.根據權利要求1所述的一種臺風災害下輸電線路跳閘風險評估方法，其特征在于：步驟1中，輸電線路桿塔信息包括桿塔型號、水平檔距L_H和垂直檔距L_V。

4.根據權利要求1所述的一種臺風災害下輸電線路跳閘風險評估方法，其特征在于：步驟1中，線路導線信息包括導線型號、導線外徑d、導線單位長度質量W₀和導線體型系數K。

5.根據權利要求1所述的一種臺風災害下輸電線路跳閘風險評估方法，其特征在于：步驟1中，懸垂絕緣子串信息包括絕緣子型號、絕緣子串數n、懸垂絕緣子串承受風壓面積A、懸垂絕緣子串自身的重力荷載G_V和重錘重力W_Z。

6.根據權利要求1所述的一種臺風災害下輸電線路跳閘風險評估方法，其特征在于：步驟1中，環境信息包括地面粗糙度類別、離地面或海平面高度。

7.根據權利要求1至6任一所述的一種臺風災害下輸電線路跳閘風險評估方法，其特征在于：步驟2.2中，

懸垂絕緣子串中心處橫向水平風荷載G_H的計算公式如下：

式中，n為絕緣子串數；A為懸垂絕緣子串所承受的風壓面；μ_Z為風壓高度變化系數；v為臺風風速；g為重力加速度；

懸垂絕緣子串末端導線的水平風荷載W_H的計算公式如下：