[发明专利]输电线路的雷击停运概率分析方法

权利要求书

1.输电线路的雷击停运概率分析方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：设定统计时间步长，称为一个时次，统计连续三时次的雷电监测实时信息，识别每个时次的雷电分区；

步骤2：对相邻两时次的雷电分区进行关联，得到最优轨迹，连续三时次雷电信息可获得两段相连的雷电分区最优轨迹；

步骤3：根据连续三时次的雷电分区的最优轨迹，预测下一时次的雷电发生情况，包括雷电分区的位置、面积、雷电流强度和落雷密度；

步骤4：根据杆塔坐标信息筛选出预测雷电分区内的杆塔，根据杆塔在雷电分区中的位置获得杆塔处落雷概率；

步骤5：在预测雷电流强度下，根据受雷电影响杆塔的杆塔参数，采用改进电气几何模型计算杆塔绕击跳闸概率，利用蒙特卡洛模拟方法计算杆塔反击跳闸概率，得到杆塔雷电跳闸概率；

步骤6：综合杆塔处落雷概率和杆塔雷电跳闸概率，获得杆塔预测雷击停运概率，从而获得线路预测雷击停运概率，

其中计算杆塔的雷击跳闸概率，雷击跳闸概率为绕击跳闸概率和反击跳闸概率的总和，如式(21)所示，

P＝P_s+P_c(21)

采用电气几何模型计算绕击跳闸概率；通过几何分析，考虑避雷线路、三相线路间的相互屏蔽作用，以屏蔽弧的比率计算得到线路的绕击概率和绕击跳闸概率，电气几何模型分析过程中，引入地面击距r_g和导线击距r_c，引入地面击距r_g和避雷线击距r_s，考虑雷电先导对大地和线路击距的差异性；引入地面倾斜角θ_g和雷电入射角来考虑地形与雷电入射方向对输电线路的绕击率的影响；通过旋转坐标系的方法按雷电垂直入射平原地区的情形进行分析，以暴露弧段的比值计算绕击概率P_α；最后，如式(22)所示，得到绕击跳闸概率P_s，

P_s＝ηP_α(22)

式中，η为建弧率，

应用蒙特卡洛模拟方法计算反击跳闸概率，设定模拟次数为N，以y_k表示第k次模拟的结果，若反击引起闪络，则y_k＝1，否则y_k＝0，每一次雷击模拟过程中，首先计算出杆塔的绕击跳闸概率，产生一个[0,1]均匀分布的随机数r₁，判断是否发生绕击，若r₁>P_α，则认为没有发生绕击；若没有发生绕击，则再产生一个[0,1]均匀分布的随机数r₂，判断是否发生反击，若r₂<g，g为击杆率，则发生反击；若发生反击，则继续产生一个[0,1]均匀分布的随机数r₃，得到工频相角φ及三相工频电压瞬时值，如式所示(23)-(26)所示；最后根据闪络判据判断是否发生闪络，N次模拟结束后，如式(27)、(28)所示，得反击跳闸率的渐进统计估计值P，并计算反击跳闸概率P_c，

φ＝2π·r₃(23)

U_A＝U_m sinφ(24)

U_B＝U_m sin(φ-2π/3)(25)

U_C＝U_m sin(φ+2π/3)(26)

$P=\frac{\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{y}_k}{N}---\left(27\right)$

P_c＝ηP(28)

其中，U_A表示A相电压的瞬时值，U_B表示B相电压的瞬时值，U_C表示C相电压的瞬时值，U_m表示三相电压的幅值。