[發明專利]一種高壓輸電線路的雷擊跳閘風險綜合評估方法

有效

• 申請號: 202010429450.8
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111639841B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 顧德文;甘艷;柳雙;王俊;杜志葉
• 申請（專利權）人: 國家電網公司華中分部;武漢大學
• 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: 許蓮英

1.一種高壓輸電線路的雷擊跳閘風險綜合評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：選擇電網區域內落雷頻繁的線路，將落雷頻繁的線路、以及與落雷頻繁的線路同屬于同一級別電網管轄區域的線路共同作為待評估線路，根據待評估線路構建多節點電網模型，設置多節點電網模型參數，通過電網潮流計算得到多節點電網模型中節點電壓、節點功率，將多節點電網模型中節點電壓與電壓正常范圍比較分析多節點電網模型運行是否正常；

步驟2：結合多節點電網模型，設置多種故障類型下重合閘動作情況狀態數據，通過靜態安全分析得到線路故障前后潮流之比，根據電力系統暫態穩定準則設置穩定判據，結合穩定判據通過N-1故障暫態穩定校核計算單線路故障穩定時間，結合穩定判據通過N-2故障暫態穩定校核計算兩線路故障穩定時間，進一步通過單線路故障穩定時間、兩線路故障穩定時間得到故障平均穩定時間；

步驟3：結合線路故障前后潮流之比、故障平均穩定時間，引入線路傳輸功率及電價，計算線路發生雷擊跳閘故障后動態運行損失；

步驟4：根據跳閘系數、結合線路故障后的平均修復時間、平均修復成本計算線路發生雷擊跳閘故障后靜態跳閘損失；

步驟5：根據發生雷擊跳閘故障后動態運行損失、發生雷擊跳閘故障后靜態跳閘損失計算出線路故障后的綜合損失，根據線路故障后的綜合損失與該線路所在區域的總損失之比設置雷擊跳閘風險綜合評估等級對線路進行評估。

2.根據權利要求1所述的高壓輸電線路的雷擊跳閘風險綜合評估方法，其特征在于：步驟1所述待評估線路數量為N；

步驟1所述多節點電網模型中節點數量為Z；

步驟1所述多節點電網模型中節點電壓與電壓正常范圍比較分析為：

所述電壓正常范圍為[V_min,V_max]，依次判斷V₁,V₂,...V_N是否屬于[V_min,V_max]，分析多節點電網模型運行是否正常。

3.根據權利要求1所述的高壓輸電線路的雷擊跳閘風險綜合評估方法，其特征在于：步驟2所述多種故障類型下重合閘動作情況狀態數據為：

Data_i,j

i∈[1,4]，j∈[1,K]

其中，Data_i,j為第i種故障類型下第j種重合閘動作情況狀態數據，4為故障類型的數量，故障類型依次為單相永久性故障、兩相永久性故障、相間故障、三相永久性接地短路故障，K為每種故障類型下動作情況狀態的數量；

Data_i,j由第i種故障類型下第j種重合閘動作情況狀態下的故障位置、本側保護跳開時間、本側重合閘成功時間、對側保護跳開時間、對側重合閘成功時間構成；

步驟2所述通過靜態安全分析得到線路故障前后潮流之比具體為：

通過Data_i,j在多節點電網模型中設置故障，判斷多節點電網模型中各線路N-1停運后，斷面潮流是否越限、線路是否存在過載問題以及線路能否滿足安全送電要求；

所述斷面潮流定義為P，潮流正常范圍為[P_min,P_max]，在多節點電網模型中搜索各省間相關斷面，并判斷各省間相關斷面各線路N-1停運后，若P不屬于[P_min,P_max]，表示斷面潮流越限，相應的線路存在過載問題，不能滿足安全送電要求；

并引入故障前后潮流之比作為比例系數來描述多節點電網模型中線路，具體為：

μ_n＝wx_n/wy_n

其中，wx_n、wy_n分別為多節點電網模型中第n條線路故障前、后潮流，n∈[1,N]；

步驟2所述根據電力系統暫態穩定準則設置穩定判據，具體為：

所述穩定判據為：

多節點電網模型中百萬千瓦機組電壓振蕩趨勢為減幅振蕩且趨于穩態；

多節點電網模型中百萬千瓦機組功角振蕩趨勢為減幅振蕩且趨于穩態；

多節點電網模型中百萬千瓦機組有功出力振蕩趨勢為減幅振蕩且趨于穩態；

多節點電網模型中百萬千瓦機組相角振蕩趨勢為減幅振蕩且趨于穩態；

多節點電網模型各線路上電壓頻率偏差振蕩趨勢為減幅振蕩且趨于穩態；

多節點電網模型各線路上傳輸有功振蕩趨勢為減幅振蕩且趨于穩態；

所述趨勢為減幅振蕩且趨于穩態的定義為：多個時刻采樣的幅度為幅值不斷減小的正弦函數，且本時刻采樣點的數值與上一時刻采樣點的數值偏差率小于一定閾值；

步驟2所述結合穩定判據通過N-1故障暫態穩定校核計算單線路故障穩定時間為：

通過Data_i,j在多節點電網模型中設置N-1故障，結合穩定判據計算所述單線路故障穩定時間為：

將根據所述穩定判據N-1故障下，得到的百萬千瓦機組電壓趨于穩態的時刻、百萬千瓦機組功角趨于穩態的時刻、百萬千瓦機組有功出力趨于穩態的時刻、百萬千瓦機組相角趨于穩態的時刻、各線路上電壓頻率趨于穩態的時刻、各線路上傳輸有功趨于穩態的時刻計算平均值得到所述單線路故障穩定時間即：

其中，tA_n,i,j表示第i種故障類型下第j種重合閘動作情況狀態下的單線路故障穩定時間，i∈[1,4]，j∈[1,K]，其中，4為故障類型的數量，故障類型依次為單相永久性故障、兩相永久性故障、相間故障、三相永久性接地短路故障，K為每種故障類型下動作情況狀態的數量；

步驟2所述結合穩定判據通過N-2故障暫態穩定校核計算兩線路故障穩定時間為：

通過Data_i,j在多節點電網模型中設置N-2故障，結合穩定判據計算所述兩線路故障穩定時間為：

將根據所述穩定判據N-2故障下，得到的百萬千瓦機組電壓趨于穩態的時刻、百萬千瓦機組功角趨于穩態的時刻、百萬千瓦機組有功出力趨于穩態的時刻、百萬千瓦機組相角趨于穩態的時刻、各線路上電壓頻率趨于穩態的時刻、各線路上傳輸有功趨于穩態的時刻計算平均值得到所述單線路故障穩定時間即：

其中，tB_n,i,j表示第i種故障類型下第j種重合閘動作情況狀態下的兩線路故障穩定時間，i∈[1,4]，j∈[1,K]，其中，4為故障類型的數量，故障類型依次為單相永久性故障、兩相永久性故障、相間故障、三相永久性接地短路故障，K為每種故障類型下動作情況狀態的數量；

多節點電網模型中第n條線路的故障平均穩定時間為：

t_n＝(tA_n+tB_n)/2

n∈[1,N]

其中，N為多節點電網模型中線路的數量。