[发明专利]一种基于环境相依失效的输电线路联合故障概率计算方法

说明书

本发明公开了一种基于环境相依失效的输电线路联合故障概率计算方法，同时考虑电网运行方式和气候状态的不确定性和随机性，通过电网能量管理系统EMS获取电网运行的数据，在考虑电网运行方式的不确定性时主要是引入线路的不确定性运行状态，在考虑气候状态的不确定性时主要引入气候的不确定性状态，假设负荷为确定性负荷，即与输电线路发生环境相依失效的概率没有关系，在概率分析的基础上计算线路穿过具有不同气候条件的地区(假设两相邻地区气候条件不同)时发生环境相依失效的概率，为确定输电线路可靠性提供必要的技术支撑。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化的技术领域，尤其涉及到一种基于环境相依失效的输电线路联合故障概率计算方法。

背景技术

许多架空线路可能暴露在恶劣的、甚至是灾变性的环境中。恶劣环境通常是指像刮风、下雨、下雪等不适宜的气候条件，而灾变性环境指诸如暴风雪、龙卷风、火灾、洪水、地震等自然灾害。任何恶劣气候条件或暴风雨灾害都将大大增加所有暴露在外的输电线路失效的可能性。尽管这种情况不经常出现，且持续时间较短，但在这个期间，元件的故障概率却显著增加，并可能发生多条输电线路的重叠失效或整个子系统的失效。本质上说，环境相依失效意味着只有线路对环境间的相依性，而不是线路与线路之间的相关性。线路的重叠失效仍然还是独立的，但因共同环境的影响而更趋严重。

对于环境相依失效，一旦在分析中接受了某种估计，则可作出如下的合理假设：所有线路会在这个估计范围内发生像共因停运那样的同时失效。这样的假设能使我们实现包含灾变性环境影响的系统风险评估。尽管这种影响被简单化而可能不够精确，但这种方法却提供了对决策有用的某些量化信息。

环境相依失效是针对输电线路失效与气候条件之间的相依关系，其关键在于气象数据的资料统计，并研究气候条件和输电线路失效参数之间的概率关系。假设将气候分为正常和恶劣两种基本状态。正常和恶劣气候状态的概率可根据气象数据进行计算。如果在正常和恶劣气候状态下输电线路的失效频率和修复时间可被分辨出来，则两种气候条件下的系统风险可分别评估，最终的风险指标则由两种气候状态的概率加权而得。可是，大多数数据采集系统并不区分正常和恶劣气候条件下的失效事件，而仅有过去年份的平均失效频率和平均修复时间。此外，在输电线路情况下，线路可能穿过两个及以上具有不同气候条件的地区的情况。

针对输电线路基于环境相依失效的故障概率，以往通常基于灾变性环境的发生概率及其影响范围来加以判断和确认，但是这种计算方法仅能粗略估计，要想对其提出精确的模型是十分困难的，此外，这种方法更不能确定架空线路穿过具有不同气候条件的地区的个数。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种针对多线路并列供电系统并考虑并列线路运行方式改变和气候的不确定性和随机性的基于环境相依失效的输电线路联合故障概率计算方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

一种基于环境相依失效的输电线路联合故障概率计算方法，包括以下步骤：

S1.从气象数据采集系统获取第i条线路L_i运行的气象数据，采用概率分析方法确定第i条线路L_i在一定运行周期内穿过n个具有不同气候条件的地区时恶劣和正常气候条件的概率p_ad(n)和1-p_ad(n)；

S2.从电网能量管理系统EMS获取输电线路运行数据；

S3.基于从步骤S2获取到的输电线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i条线路Lⁱ在一定运行周期内穿过n个具有不同气候条件的地区时发生环境相依失效的状态，确定穿过n个具有不同气候条件的地区时输电线路在恶劣气候下发生故障的百分比F(n)和输电线路在恶劣气候下相比于正常气候条件下的修复时间的倍数M(n)；