[发明专利]综合气象及人工防火措施的输电线路山火跳闸风险控制方法

摘要

一种综合气象及人工防火措施的输电线路山火跳闸风险控制方法，包括以下步骤：先通过输电线路山火监测预警系统获取输电线路走廊附近的历史山火灾害监测数据，根据获得的数据建立考虑降水因素的输电线路山火跳闸概率模型P_R、考虑植被条件的输电线路山火跳闸概率模型P_T、考虑山火距离和防火措施因素的输电线路山火跳闸概率模型P_F和考虑击穿类型的输电线路山火跳闸概率模型P_V，最终得到输电线路山火跳闸综合概率模型P＝P_R·P_T·P_F·P_V，并根据实时监测获取得到的输电线路山火跳闸综合概率采取相应的控制措施，以应对输电线路山火跳闸事故。本发明具有操作简单、实用、数据获取容易、速度快、预测结果更加准确可靠等优点。

主权项

一种综合气象及人工防火措施的输电线路山火跳闸风险控制方法，包括以下步骤：1)通过输电线路山火监测预警系统获取输电线路走廊附近的历史山火灾害监测数据；所述历史山火灾害监测数据包括输电线路历史山火跳闸数据、跳闸前后降雨数据、输电线路走廊附近历史植被覆盖数据、山火发生地点距输电线路杆塔距离数据、山火发生后灭火耗时数据、山火蔓延速度数据、山火火场面积大小数据以及山火发生时输电线路电压数据；2)根据上述步骤1)中获得的输电线路历史山火跳闸数据和跳闸前后降雨数据建立考虑降水因素的输电线路山火跳闸概率模型P_R：所述考虑降水因素的输电线路山火跳闸概率模型P_R具体为：$P_R=\left\{\begin{array}{cc}1,& R\≤2mm\\ 0,& R\>2mm\end{array}\right.---\left(1\right);$式(1)中，R为通过气象系统收集到的监测时间点未来3小时内降水量大小；3)根据上述步骤1)中获得的输电线路历史山火跳闸数据和输电线路走廊附近历史植被覆盖数据建立以下考虑植被条件的输电线路山火跳闸概率模型：P_T＝P_a·P_b     (2)；式(2)中，P_T为考虑植被条件的输电线路山火跳闸概率；P_a为考虑输电线路与火点之间不同地表类型时的输电线路山火跳闸概率；P_b为考虑不同植被类型时的输电线路山火跳闸概率；通过勘察输电线路与火点之间的地表类型确定上述P_a，具体根据下式(3)所列方式进行确定：$P_a=\left\{\begin{array}{cc}0,& a=1\\ 1,& a=2\end{array}\right.---\left(3\right);$式(3)中，a＝1对应于输电线路与火点之间的地表类型为不可燃烧介质时的情形；a＝2对应于输电线路与火点之间地表类型为可燃植被时的情形；当根据勘察结果确定a＝2时，则进一步根据下式(4)所列方式确定P_b：$P_b=\left\{\begin{array}{cc}0,& b=1\\ 1,& b=2\end{array}\right.---\left(4\right);$式(4)中，b＝1对应于上述可燃植被为草原时的情形；b＝2对应于上述可燃植被为林木时的情形；4)根据上述步骤1)中获得的山火发生地点距输电线路杆塔距离数据、山火发生后灭火耗时数据、山火蔓延速度数据和山火火场面积大小数据建立考虑山火距离和防火措施因素的输电线路山火跳闸概率模型P_F，P_F具体为：式(5)中，P_F为考虑山火距离和防火措施因素的输电线路山火跳闸概率；v_f为山火蔓延速度；D_f为山火发生地点距输电线路杆塔的最近距离；T_p为山火发生后灭火耗时总和；S_f为山火火场面积大小，单位m²；式(5)中，v_f按以下表达式进行确定：$v_f=\frac{q}{60}\·\exp (\frac{100-m}{100}\·w)\·sin\mathrm{\α}---\left(6\right);$式(6)中，q为勘察获取的植被类型参数，当植被类型为不可燃烧介质时q＝0，当植被为燃烧速度快的可燃物时q＝[10,20]，当植被为燃烧速度慢的可燃物时q＝[2,5]，当植被为混合可燃物时q＝[5,10]；m为空气相对湿度；w为风速大小，当风向朝向输电线路时w为正值，当风向逆向输电线路时w为负值；α为风向与输电线路的夹角；5)根据上述步骤1)中获得的山火发生时输电线路电压数据建立以下考虑击穿类型的输电线路山火跳闸概率模型：$P_V=\left\{\begin{array}{cc}{P}_l,& U\<220\\ 1-(1-P_l)*(1-P_g),& U\≥220\end{array}\right.---\left(7\right);$式(7)中，P_V为山火蔓延至输电线路时的跳闸概率；P_l为输电线路对地击穿放电发生概率；P_g为输电线路相间击穿放电发生概率；U为输电线路运行相电压，单位kV；式(7)中，所述输电线路对地击穿放电发生概率P_l按以下式(8)确定：$P_l=\frac{1}{{\mathrm{\σ}}_l\sqrt{2\mathrm{\π}}}{\∫}_{-\mathrm{\∞}}^U{e}^{\frac{{(x-{\mathrm{\μ}}_l)}^2}{2{{\mathrm{\σ}}_l}^2}}dx---\left(8\right);$式(8)中，μ_l为输电线路对地击穿放电电压平均值；σ_l为输电线路对地击穿放电电压标准差；式(8)中，μ_l按以下表达式(9)进行确定：${\mathrm{\μ}}_l=\frac{2\sqrt{2}}{3}U---\left(9\right);$式(8)中，σ_l按以下表达式(10)进行确定：σ_l＝0.05U    (10)；式(7)中，所述输电线路相间击穿放电发生概率P_g按以下式(11)确定：$P_g=\frac{1}{{\mathrm{\σ}}_g\sqrt{2\mathrm{\π}}}{\∫}_{-\mathrm{\∞}}^U{e}^{\frac{{(x-{\mathrm{\μ}}_g)}^2}{2{{\mathrm{\σ}}_g}^2}}dx---\left(11\right);$式(11)中，μ_g为输电线路相间击穿放电电压平均值；σ_g为输电线路相间击穿放电电压标准差；式(11)中，μ_g按以下表达式(12)进行确定：${\mathrm{\μ}}_g=\frac{2\sqrt{6}}{3}U---\left(12\right);$式(11)中，σ_g按以下表达式(13)进行确定：σ_g＝0.06U    (13)；6)根据上述步骤2)～5)分别确定获得的P_R、P_T、P_F和P_V按以下模型最终得到输电线路山火跳闸综合概率模型P：P＝P_R·P_T·P_F·P_V     (14)；7)通过输电线路山火监测预警系统获取输电线路走廊附近的山火热点实况监测数据；通过气象预报系统获取输电线路走廊附近未来三小时内降水数据；通过实地勘测或卫星遥感系统获取输电线路走廊附近植被覆盖数据及地形位置数据；再以上述输电线路山火跳闸综合概率模型为基础并结合前述获取的山火热点实况监测数据、未来三小时内降水数据、输电线路走廊附近植被覆盖数据及地形位置数据获取得到输电线路山火跳闸综合概率；8)根据步骤7)获取得到的输电线路山火跳闸综合概率采取相应的控制措施，以应对输电线路山火跳闸事故。