[發(fā)明專利]考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)屏蔽作用的集電線路繞擊閃絡(luò)率計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110492603.8
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113312682B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 屠勁林;李國慶;王森;張曉朝;劉宇;杜雨晨;向念文;蔣賁;張時;楊英;劉吉辰;高躍;張偉;陳文吉;陳志才;馮標(biāo);王超群;王壽福;李科杰;魏定生;張永純;楊翠玲;袁晨晨;聶家誼
• 申請（專利權(quán)）人: 華能新能源股份有限公司;華能大理風(fēng)力發(fā)電有限公司洱源分公司;合肥工業(yè)大學(xué);華能集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06Q50/06;G06F111/08;G06F111/10;G06F113/06
• 代理公司: 合肥和瑞知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發(fā)明公開了一種考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)屏蔽作用的集電線路繞擊閃絡(luò)率計算方法，屬于風(fēng)電場集電線路雷電防護(hù)領(lǐng)域。所述方法首先獲取風(fēng)電場集電線路的相關(guān)地形參數(shù)和線路參數(shù)以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，然后計算風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雷擊保護(hù)半徑，根據(jù)計算結(jié)果判斷集電線路是否處于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的屏蔽范圍內(nèi)，對未被風(fēng)力發(fā)電機(jī)屏蔽的集電線路部分采用三維電氣幾何模型計算繞擊閃絡(luò)率，最后分析高海拔山區(qū)風(fēng)電場集電線路雷電繞擊的閃絡(luò)率。本發(fā)明在計算集電線路直擊雷的繞擊閃絡(luò)率時，考慮了集電線路所處海拔高度以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)屏蔽作用的影響，使得風(fēng)電場集電線路繞擊閃絡(luò)率的計算結(jié)果更加準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)電場集電線路雷電防護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)屏蔽作用的集電線路繞擊閃絡(luò)率計算方法。

背景技術(shù)

風(fēng)電場35kV集電線路是風(fēng)電場的重要輸電通道，當(dāng)集電線路因故障跳閘時，會造成整條線路上風(fēng)電機(jī)組的停運(yùn)，對風(fēng)電場的正常生產(chǎn)以及運(yùn)行維護(hù)都會產(chǎn)生重大的影響。

雷擊架空輸電線路引起的停運(yùn)是我國輸電線路的主要事故之一。2005-2010年國家電網(wǎng)公司線路雷擊跳閘次數(shù)逐年增加，各年雷擊跳閘次數(shù)約占總跳閘次數(shù)的40％，因此，對集電線路進(jìn)行雷電繞擊閃絡(luò)率的計算，加強(qiáng)集電線路雷擊保護(hù)，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

目前，對于風(fēng)電場集電線路雷電繞擊閃絡(luò)率的計算通常采用規(guī)程法或者電氣幾何模型法。規(guī)程法認(rèn)為雷電繞過避雷線直擊導(dǎo)線的概率與線路的參數(shù)有關(guān)；電氣幾何模型是將雷電的放電特性與線路的尺寸結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來的幾何分析方法，但是風(fēng)電場集電線路大都架設(shè)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)附近，在遭受雷擊過程中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)對于附近集電線路具有屏蔽作用，以上方法都未考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)對集電線路雷電繞擊閃絡(luò)率的影響。

因此，需要提出一種可考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)屏蔽作用的集電線路雷電繞擊閃絡(luò)率的計算方法，幫助風(fēng)電場運(yùn)維部門提高雷擊故障的分析水平，加強(qiáng)集電線路的雷電防護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對我國風(fēng)電場雷擊閃絡(luò)率相對較高，采用傳統(tǒng)的電氣幾何模型計算繞擊閃絡(luò)率未考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)屏蔽作用對集電線路繞擊閃絡(luò)率影響這一現(xiàn)狀，從而導(dǎo)致計算結(jié)果與實際的歷史雷擊跳閘次數(shù)存在一定偏差的問題。本文在考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)對線路屏蔽作用的基礎(chǔ)上，并基于桿塔不同位置分別計算集電線路繞擊閃絡(luò)率，完成對集電線路繞擊閃絡(luò)率影響因素的定量分析，并與實際風(fēng)電場集電線路繞擊跳閘故障數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，驗證本文提出的繞擊閃絡(luò)率計算分析方法的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，本發(fā)明提出了一種考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)屏蔽作用的集電線路繞擊閃絡(luò)率計算方法，包括以下步驟：

步驟1，對風(fēng)電場集電線路內(nèi)的桿塔進(jìn)行編號、進(jìn)行基本參數(shù)的采集和雷電流幅值范圍的設(shè)定；

設(shè)需要估算的任一個風(fēng)電場集電線路所在的區(qū)域為U，在區(qū)域U內(nèi)對桿塔進(jìn)行編號，設(shè)區(qū)域U中的任一個桿塔為桿塔T_m，m為區(qū)域U內(nèi)的桿塔按照排列進(jìn)行編號的順序號，m為正整數(shù)；

采集區(qū)域U內(nèi)的風(fēng)電場集電線路的基本參數(shù)，所述基本參數(shù)包括桿塔高度尺寸參數(shù)、導(dǎo)線參數(shù)、避雷線參數(shù)、雷電參數(shù)和絕緣子閃絡(luò)電壓參數(shù)；

根據(jù)已知的觀測數(shù)據(jù)，首先將需要估計的雷電流幅值范圍記為雷電流幅值范圍A，A＝0～300kA；然后將雷電流幅值范圍A等分為n個區(qū)間，令每個區(qū)間起始處的雷電流幅值作為該區(qū)間評估點的雷電流幅值，得到n個區(qū)間評估點的雷電流幅值，在n個區(qū)間中任取一個區(qū)間，并將該區(qū)間評估點的雷電流幅值記為雷電流幅值I_j，j＝1，2...n；最后將n個區(qū)間評估點的雷電流幅值組成一個雷電流幅值的集合，記為集合I，I＝{I₁，I₂......I_j......I_n}；

步驟2，進(jìn)行二級區(qū)段的設(shè)定，并進(jìn)行導(dǎo)線對地高度和避雷線對地高度的計算；

步驟2.1，進(jìn)行二級區(qū)段的設(shè)定；