[發(fā)明專利]一種變電站或換流站耦連回路地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910014370.3
• 申請(qǐng)日: 2019-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN109919409B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊旭;龐準(zhǔn);王奇;孫勇;張長虹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司檢修試驗(yàn)中心
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26;G06F30/20
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;黃培智

本發(fā)明公開了一種變電站或換流站耦連回路地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，包括：計(jì)算變電站或換流站的站址地震危險(xiǎn)性概率；建立變電站或換流站的設(shè)備在耦連作用下的失效模型，獲得在地震情況下設(shè)備在耦連作用下的失效概率；建立設(shè)備在地震中的災(zāi)害損失模型，以獲得在地震中設(shè)備失效的經(jīng)濟(jì)損失；獲得地震風(fēng)險(xiǎn)，所述地震風(fēng)險(xiǎn)：地震風(fēng)險(xiǎn)＝站址地震危險(xiǎn)性概率×設(shè)備在耦連作用下的失效概率×災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失。本方法不僅考慮單體設(shè)備的失效概率還考慮了連接母線的失效模式和失效概率，同時(shí)將地震作用下發(fā)生大位移時(shí)對(duì)設(shè)備電氣性能的影響作為風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)影響因子，在此基礎(chǔ)上提出了耦連回路失效模型，以形成耦連回路地震風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，具體涉及一種變電站或換流站耦連回路地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。

背景技術(shù)

地震風(fēng)險(xiǎn)分析是在充分進(jìn)行地震(致災(zāi)因子)危害性和承災(zāi)因子易損性分析的基礎(chǔ)上，對(duì)評(píng)估區(qū)遭受地震作用及導(dǎo)致某種程度災(zāi)害和社會(huì)后果可能性的評(píng)估。目前對(duì)變電站\換流站的抗震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估多針對(duì)站內(nèi)的單體設(shè)備,主要集中在單體設(shè)備地震易損性的分析上，對(duì)耦連體系的地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法鮮有報(bào)道。同時(shí)，由于受到振動(dòng)臺(tái)大小的限制，設(shè)備動(dòng)力特性參數(shù)的缺失等原因，在抗震設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)行多年的既有換流站一般重點(diǎn)考慮的也是單體設(shè)備的抗震性能。而實(shí)際上在考慮變電站\換流站的地震風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，不僅要考慮單體設(shè)備的受損風(fēng)險(xiǎn)，更重要的是設(shè)備之間是通過母線相互連接形成的耦連回路的受損風(fēng)險(xiǎn)。一旦強(qiáng)震發(fā)生，位于高烈度地震區(qū)域的換流站存在設(shè)備與設(shè)備間的耦連作用，這種耦連作用可能使換流站設(shè)備失效或損壞給運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)，給電網(wǎng)帶來難以估量的經(jīng)濟(jì)損失。

在地震中，由于變電站\換流站各類電氣設(shè)備不同的動(dòng)力特性，變電站\換流站相互連接的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而拉伸或壓縮它們之間的母線，動(dòng)力相互作用通過母線傳遞。耦連回路中各個(gè)設(shè)備的作用不同、自身也存在較大差異，如設(shè)備的質(zhì)量、高度、結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)和安裝方式等，使得各個(gè)設(shè)備在耦連回路中對(duì)互連作用的貢獻(xiàn)度不同，連接母線隨之產(chǎn)生被拉伸或者壓縮的相互作用力，同時(shí)設(shè)備本身則承受母線傳遞的反作用力，使設(shè)備底部不僅承受自身的地震作用荷載，還要承受母線拉壓產(chǎn)生的荷載，二者矢量相加后總荷載可能大于其中任何一個(gè)，更易引起設(shè)備損壞。2010年，胡彧婧等對(duì)管母線連接的變電站電氣設(shè)備地震易損性進(jìn)行了分析，建立了管母線連接電氣設(shè)備耦連體系的有限元模型，比較單體設(shè)備和管母線連接設(shè)備的動(dòng)力特性和地震響應(yīng)，并且探討了伸縮節(jié)不同設(shè)置方式對(duì)連接系統(tǒng)的影響。其研究結(jié)果表明，在耦連系統(tǒng)中，伸縮節(jié)與低頻設(shè)備連接時(shí)耦連系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)小于伸縮節(jié)與高頻設(shè)備連接時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)。2016年，張雪松建立了特高壓設(shè)備耦連體系及分裂導(dǎo)線模型，驗(yàn)證了推導(dǎo)了分類導(dǎo)線位型函數(shù)的準(zhǔn)確性。且利用有限元軟件證明使設(shè)備的地震反應(yīng)隨著導(dǎo)線剛度的增加而增加。軟母線剛度對(duì)頻率較高的設(shè)備其地震反應(yīng)的影響要大于對(duì)設(shè)備頻率較低設(shè)備地震反應(yīng)的影響。同樣，根據(jù)歷次地震變電站破壞情況的觀察，設(shè)備破壞的很大一部分原因是由于其連接母線的張拉與牽扯引起的。

其次，地震響應(yīng)與電氣性能相結(jié)合的評(píng)估方法目前較少涉及，大部分的研究都集中在只考慮電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，而忽視地震作用對(duì)電氣性能的影響。實(shí)際上發(fā)生地震時(shí)電氣設(shè)備大都處在運(yùn)行狀態(tài)，在地震作用下電氣設(shè)備的電氣性能如絕緣裕度是否滿足要求無從得知，可能存在設(shè)備結(jié)構(gòu)未受損但絕緣性能已接近限值的情況，存在只關(guān)心結(jié)構(gòu)響應(yīng)而忽視電力設(shè)備功能的問題。

文獻(xiàn)資料《電氣設(shè)備相互作用的大型變電站地震易損性分析研究》中考慮了變電站主體結(jié)構(gòu)-電氣設(shè)備相互作用的易損性分析。其主要考慮的是變電站中的建筑結(jié)構(gòu)的易損性，未考慮電氣設(shè)備與電氣設(shè)備之間的耦連回路，側(cè)重點(diǎn)不一樣，同時(shí)未考慮電氣設(shè)備電氣性能的影響。文獻(xiàn)資料《電氣設(shè)備的地震災(zāi)害易損性分析》中仍然是對(duì)單體設(shè)備的分析，文中提到了變壓器、母線和桿塔的易損性分析。文獻(xiàn)資料《滑動(dòng)金具對(duì)互連高壓電氣設(shè)備抗震性能的影響分析》分析不同連接方式下直流回路系統(tǒng)在常規(guī)抗震設(shè)計(jì)地震工況下的應(yīng)力，研究了連接方式對(duì)高壓回路系統(tǒng)的動(dòng)力特性與抗震性能的影響，文章未考慮概率角度考慮風(fēng)險(xiǎn)分析。發(fā)明專利《一種基于性能設(shè)計(jì)的橋梁地震風(fēng)險(xiǎn)概率分析方法》針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)，其力學(xué)性能、失效形式與電氣設(shè)備完全不同。

發(fā)明內(nèi)容