[发明专利]由综合故障率和经济性评估确定输电线路加强方案的方法

说明书

本发明公开了由综合故障率和经济性评估确定输电线路加强方案的方法。该方法采用广义极值理论对区域的历史覆冰数据建模，得到特定覆冰厚度下该区域发生冰灾的概率；根据金属形变理论，建立基于输电线路的物理受力分析的线路故障率函数，进一步借鉴模糊停运率的思想，建立线路的模糊故障率模型；综合考虑特定覆冰厚度的区域发生冰灾的概率以及该区域内线路的模糊故障率，得到线路的综合故障率；利用综合故障率计算差异化“减损”效益，在此基础上建立经差异化规划经济性评估指标体系，进而确定线路的分段加强方案。本发明对差异化规划中线路差异化分段加强方案的制定具有重要的指导作用，对提高电网抗灾能力具有重要意义。

技术领域

本发明属于电力系统的差异化规划领域，更具体地涉及由综合故障率和经济性评估指标确定输电线路分段加强方案的方法。

背景技术

全球气象条件的变化，导致极端气候事件在各地频繁发生，其中尤以冰雪灾害对电网造成的破坏性最大，1998年加拿大魁北克省遭受暴风雪袭击，2008年中国南方大部分地区遭遇罕见的雨雪冰冻袭击，2014年湖北西北部电网遭遇罕见冰冻灾害，造成局部电厂外送通道中断。这些频发的自然灾害事故严重威胁电网的安全稳定运行。如何减少气象灾害给电网带来的破坏性后果引起众多学者关注。

提高电网尤其是以大容量远距离传输为特点的特高压等级输电网的抗灾能力，需要依据电网差异化规划原则和思想，在对电网面临实际气象地质条件及元件退运故障的可能性进行分析的基础上，构建核心骨干网架，同时合理评估与选择关键线路的加强建设等级，然而在差异化规划领域研究缺乏相应理论及技术方法的深入研究。黎灿兵等在电力系统自动化2009，24(33)：11-15发表的《电网差异化规划新方法》；马钦国等在陕西电力2008，36(8)：15-17发表的《陕西电网差异化规划的研究》；徐国新等在电力系统自动化，2010,34(03)：17-21发表的《抗灾型电网规划模式与模型》等论文中对电网差异化规划的基本概念和流程做了介绍，但是对于差异化规划中关键的问题——如何实现差异化规划，即对骨干网架中的各元件进行何种级别的差异化加强，仍没有提出具体解决方案。

我国500kV以上主网输电路径普遍跨越多个气象条件区域，以单一气象条件进行故障概率计算显然不符合实际；其次，在自然灾害发生时，线路和元件出现故障的可能性是一个复杂概率，需要综合计及气象条件发生概率以及在该气象条件下元件出现退运的概率。邹欣等在电力系统自动化2011,35(13):7-11,71上发表的《基于线路运行可靠性模型的电力系统连锁故障概率评估》；.杨洪明等在电网技术2012,36(4):213-215上发表的《冰风暴灾害下输电线路故障概率预测》；段涛等在电力系统保护与控制，2013,41(15)：59-67上发表的《计及气象因素的输电线路故障概率的实时评估模型》等论文中，基于实时运行条件进行线路故障率计算，虽然涉及气象因素的影响，但对于电网规划来说，这些文献都未将气象条件对线路故障概率的影响关系清楚表示出来，因此不适用于电网规划中。

对跨越多气象条件的输电线路的分段加强级别的选择，需要在考虑气象条件的基础上进行经济性指标的计算和评估。柳璐等在电力系统自动化2012，36(15)：45-50发表的《基于全寿命周期成本的电力系统经济性评估方法》提出了基于全寿命周期成本的电力系统经济性评估方法，但该方法只针对常规的电网规划，对差异化后的电网规划经济性评估并不适用；宋春丽等在电网技术2013,37(7):1849-1855发表的《基于差异化全寿命周期成本的电网规划经济性评估方法》提出了适用于电网差异化规划的经济性评估体系和评估指标，但这些指标中涉及到的线路故障率采用的n年一遇对应的年均故障率，相对较简单，以此得到的经济性指标的结果不精确。本发明基于广义极值分布理论和金属形变理论，，在满足线路加强标准可靠性的基础上，依据线路经济性的最大净收益指标得出线路加强方案以此得到的线路故障率相较以前的方法更加精确，基于此的线路经济性评估更加具体。

发明内容