[发明专利]基于电网稳定性的输电线路雷击风险评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种累计风险评估方法，尤其是一种智能化程度高、集成化程度高的基于电网稳定性的输电线路雷击风险评估方法。

背景技术

近年来，随着电网的快速发展和强对流天气的增多，雷击故障呈现出一些新的特点，雷击造成的线路两相闪络、同塔双回线路同时闪络、同一输电通道多回线路相继跳闸等严重故障明显增加，高电压、长距离、大容量输电线路防雷工作面临新的课题。为此，需要根据输电线路在电网中的重要程度和作用、线路走廊雷电活动强度、地形地貌及线路结构等差异开展深入细致的防雷评估研究，建立科学规范的面向电网的输电线路雷击风险评价体系，依次确定防雷改造的重点线路、重点区段和重点杆塔，以评估结果指导各级生产管理部门进行有针对性的架空输电线路防雷设计、建设、运行和改造工作。

然而，针对基于电网稳定性的输电线路雷击风险评估，目前一般采用雷击跳闸率作为评价指标，认为跳闸率高的线路即为雷击风险较高的线路。而根据电网运行经验，虽然雷击引起的线路跳闸次数所占比例较高，但由于重合成功率较高，导致所占非计划停运比例比所占跳闸比例低。这主要是因为雷击跳闸为电力系统瞬时性故障，跳闸发生后自动重合闸若能可靠动作，可以避免中断供电等永久性故障发生。因此，仅以雷击跳闸率作为衡量面向电网的输电线路雷击风险的唯一指标是不完全的，跳闸率的绝对数值并不能真实反映各条线路的雷击风险水平，据此无法准确评估确定亟待改造的重点线路。基于电网稳定性的输电线路雷击风险评估应考虑雷击跳闸后对电网运行、输变电设备造成的一系列损失进行综合评估，得到更加全面细致的评估结果。针对线路易闪区段的评估目前主要有两种方法：一种是采用计算得到的各级杆塔雷击跳闸率求得各区段雷击跳闸率的算术平均值，通过各区段平均雷击跳闸率值的大小来判断各区段雷击风险的强弱；另一种是基于雷电定位系统监测数据，通过对输电线路走廊各区段雷电活动进行统计分析研究，得到线路走廊各区段的地闪密度分布，通过各区段地闪密度值的大小来得到输电线路中雷击的薄弱段。第一种方法采用的是简单的算术平均法来获取各区段杆塔的平均雷击跳闸率，而在算术平均的过程中有可能忽略个体的差异，容易受到极端数值的影响，存在着一定的误差，不能准确反映各区段杆塔的雷击风险强弱。第二种方法这种方法仅考虑了线路走廊雷电活动特征，忽略了线路结构及地形地貌特征等因素，获得的薄弱段为线路中的易受雷击段，即易击段，而非易闪段，采用该方法对地形条件和杆塔结构复杂的线路，无法有效评估线路各区段的雷击风险。

目前输电线路杆塔雷击风险评估采用的一般方法是计算线路中典型杆塔在典型地形地貌和传统雷电参数下的雷击跳闸率。由于计算时未考虑各级杆塔的实际雷电活动特征、地形地貌特征、杆塔结构特征和绝缘配置的影响，因此计算结果不能真实反映杆塔的实际雷击风险水平。另外，由于没有评估全线各级杆塔雷击故障的相对风险，导致无法确定线路中的易闪杆塔。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种智能化程度高、集成化程度高的基于电网稳定性的输电线路雷击风险评估方法。

实现本发明目的的基于电网稳定性的输电线路雷击风险评估方法：

其结构包括：结合雷电特征参数、地形地貌参数、线路结构特征和绝缘配置的输电线路差异化雷击风险评估方法，计算得到各级杆塔和线路雷击跳闸率值，并以输电线路防雷性能的设计值、规定值或运行经验值为参考划分各级杆塔的雷击风险等级；然后依据各级杆塔的雷击风险对整个线路区段防雷性能的影响程度不同，评估全线各个区段的雷击风险等级，确定线路易闪区段；基于电网稳定性的输电线路雷击风险评估以各条线路的雷击跳闸率为风险来源，根据重合闸率和手动强送成功率将雷击风险划分为不同评价类型，再以供电可靠性、设备损害性、线路重要性等级和运行时间为评价准则进行评估，评估时还引入实际故障数据校核，最终确定各条线路的雷击风险等级，据此即能实现“电网→线路→杆塔段→杆塔”的完整评价体系。

其方法包括如下步骤：

1)通过雷电定位数据筛选统计出各级杆塔和杆塔区段的落雷情况，结合各级杆塔和杆塔区段的结构参数与地形地貌参数选用合理的耐雷水平计算模型计算出各级杆塔和杆塔区段的反击耐雷水平及绕击耐雷水平；

2)通过步骤1计算得到的各级杆塔和杆塔区段的耐雷水平结合该地区的雷电流幅值概率分布函数计算各级杆塔和杆塔区段的雷击跳闸率；

3)对各级杆塔和杆塔区段的雷击跳闸率进行加权平均计算得到该线路的平均雷击跳闸率；

4)通过步骤3得到的线路雷击跳闸率结合线路遭受雷击跳闸自动重合闸不成功率且手动强送不成功率判断线路永久故障率；