[发明专利]一种基于聚类分析的输电线路山火风险区域划分方法

说明书

技术领域

本发明属于输配电技术领域,尤其与一种基于聚类分析的输电线路山火风险区域划分方法有关。

背景技术

随着国民经济持续增长，输电线路的大量建设使得电力走廊的紧张形势日益严峻，许多输电线路的走廊不可避免地建设在山火高发区。近年来，输电线路山火频发，给我国电力系统带来严重威胁。根据电网公司的统计数据显示，山火导致输电线路跳闸的形势越来越严峻。然而，我国地域辽阔，地形复杂，植被资源分布各不相同，各地民风民俗亦不尽相同。同时，山火分布受当地经济水平和人口密度的影响，以上因素导致了山火的分布在各个区域的差异很大。然而，目前有基于电气距离的电网分区和基于社团发现的电网分区方法。基于社团发现的电网分区方法利用潮流和阻抗参数作为变的权重建立复杂网络模型，得到了电网的分区结果。专利公开号为CN104614783A公开了一种对电力系统输电杆塔周边环境的气象风险确定方法，该方法包括以下步骤：

(1)以电力系统输电线路中的待评估杆塔为中心，按照设定区域半径进行0～4级不同环境气象风险评估区域的划分，得到五个等级的区域，即第4级区域、第3级区域、第2级区域、第1级区域和第0级区域；

(2)从气象系统或电力系统内部的雷电定位系统监测记录中，分别获取在当前时刻以前1小时内，待评估杆塔在第4级区域、第3级区域、第2级区域和第1级区域内发生的对地闪络雷击的雷电流幅值，分别将该雷电流幅值与待评估杆塔的直击耐雷水平Ilmax进行比较，将超过待评估杆塔直击耐雷水平Ilmax的记为发生一次有效雷击，比较后得到四个等级区域中发生有效雷击的次数，并分别记为KLR4,KLR3,KLR2和KLR1；

根据四个等级区域中发生有效雷击的次数，得到当前时刻杆塔的雷暴风险KL的评估方程如下：

KL＝2×(KLR4+KLR3/4+KLR2/9+KLR1/16)

(3)从气象系统中，分别获取当前时刻下台风或风暴在待评估杆塔的第4级区域、第3级区域、第2级区域和第1级区域中的最大风速，将该最大风速与待评估杆塔导线发生最大允许风偏相对应的风速Vwmax进行比较，区域内的最大风速大于待评估杆塔导线发生最大允许风偏对应的风速Vwmax，则认为该区域存在台风或风暴风险，并将该区域的台风或风暴风险KWR4、KWR3、KWR2或KWR1记为1，若该最大风速小于或等于待评估杆塔导线发生最大允许风偏对应的风速Vwmax，则认为待评估杆塔导线不存在台风或风暴风险，并将相应的第4级区域、第3级区域、第2级区域和第1级区域中的台风或风暴风险KWR4、KWR3、KWR2或KWR1记为0；

根据四个等级区域中台风或风暴风险的比较结果，得到当前待评估杆塔的台风风险KW的评估方程如下：

KW＝KWR1+KWR2+KWR3+KWR4

(4)从气象系统中，分别获取当前时刻下待评估杆塔的第4级区域、第3级区域、第2级区域和第1级区域内的山火监控情况，根据发生山火情况，分别对待评估杆塔的的四个区域内的山火灾害风险进行判断，若在区域内存在发生山火的情况，则将该区域的山火灾害风险KFR4、KFR3、KFR2或KFR1记为1，若在区域内不存在发生山火的情况，则将该区域的山火灾害风险KFR4、KFR3、KFR2或KFR1记为0；

根据上述山火灾害风险判断结果，得到当前评估杆塔的山火灾害风险KF的评估方程如下：

KF＝KFR1+KFR2+KFR3+KFR4

(5)从气象系统中，得到当前时刻下待评估杆塔的第4级区域、第3级区域、第2级区域和第1级区域内的降水监测数据，将各级区域内的最大降水量依据气象部门通用标准进行分级，根据分级结果，分别对待评估杆塔的的四个区域内发生暴雨风险进行判断，若区域内发生特大暴雨降水情况，则将该区域的发生暴雨风险KRR1、KRR2、KRR3或KRR4记为4，若区域内发生大暴雨降水情况，则将该区域的发生暴雨风险KRR1、KRR2、KRR3或KRR4记为3；若区域发生暴雨降水情况，则将该区域的发生暴雨风险KRR1、KRR2、KRR3或KRR4记为2；若区域内发生大雨降水情况，则将该区域的发生暴雨风险KRR1、KRR2、KRR3或KRR4记为1；若区域内发生中雨或中雨以下降水情况，则将该区域的发生暴雨风险KRR1、KRR2、KRR3或KRR4记为0；

根据上述发生暴雨风险的判断结果，得到当前评估杆塔的暴雨风险KR评估方程如下：

KR＝(KRR1+KRR2+KRR3+KRR4)/4