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1、多氣象因素組合的輸電線路風險分析（國網(wǎng)山東省電力公司廣饒縣供電公司山東省東營市257300）摘要：輸電線路大部分處于戶外，惡劣天氣條件下發(fā)生故障的可能性較大，研究輸電線在不同氣象條件下的風險分析方法，便于實現(xiàn)在線風險預(yù)警，提前做好安全措施。氣象因素對輸電線路故障率及電網(wǎng)可靠性有著重要影響，鑒于氣象因素的多變性及復(fù)雜性，木文建立了計及不同氣象等級和不同氣象因素的輸電線路故障率模型，提出一種基于灰色模糊理論的多氣象因素組合的輸電線路風險分析方法。關(guān)鍵詞：多氣象；因素組合；輸電線路；風險；在過去的研究中主
2、要從電網(wǎng)的離線可靠性評估要求出發(fā)對考慮氣象條件的輸電線可靠性模型進行了較多研究，而對輸電線在線風險分析和預(yù)警方法的研究較少。建立計及氣象等級的多因素輸電線路風險分析方法，擬通過灰色模糊綜合評判得到貼近實際的風險評判結(jié)果。一、概述近年來電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大，結(jié)構(gòu)H趨復(fù)雜，地理跨度不斷增加，同時全國各地氣象災(zāi)害頻發(fā)，雷電、大風、冰雪、山火、臺風等氣象災(zāi)害對暴露在外部環(huán)境中的輸電網(wǎng)產(chǎn)生了重大影響。一是輸電設(shè)備風險評佔是深入掌握輸電設(shè)備在電力系統(tǒng)中的運行狀況的主要手段，是規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備制造、安裝調(diào)試、生產(chǎn)運行
3、、檢修維護、生產(chǎn)管理等環(huán)節(jié)綜合水平的度量。二是模擬評價方面，從結(jié)構(gòu)可靠性方面進行建模，分析輸電線或桿塔的可靠性。輸電桿塔在環(huán)境荷載作用下發(fā)生疲勞損傷、疲勞破壞的可靠度分析方法；建立了計及地形因素的分時段冰力載荷模型和考慮覆冰影響的分時段風力載荷模型，并形成冰凍災(zāi)害可靠性綜合模型。模擬評價主要針對的是物理失效，而對于失效比例極高的電氣失效，如雷擊、風偏放電、污閃、冰閃等，其方法不具有適用性。二、氣象因素的輸電線路維修風險評估模型為了在維修決策過程中計及對系統(tǒng)運行風險的影響，需要進行定量的風險評估以確定
4、某條線路因維修退出運行后對系統(tǒng)可靠性的影響。維修會引起其他線路潮流增加導(dǎo)致線路失效率增大，線路停運率隨潮流變化的折線模型和雙曲線模型，但均未考慮氣象因素對線路失效停運的影響。輸電線路物理參數(shù)受環(huán)境直接影響，如人氣等因素影響線路額定容量，還會影響線路潮流越限下閾值和上閾值。不同地區(qū)、不同月份的天氣條件對輸電線路失效率的影響大小不同，例如某地區(qū)1、2月份雨雪冰凍災(zāi)害天氣導(dǎo)致線路失效率很高，因此在輸電線路維修風險評估中冇必要計及輸電線路維修期間的氣象因素對其他線路可靠性的影響。在輸電設(shè)備維修風險評估模型中
5、必須要進行預(yù)想故障分析和最優(yōu)潮流的計算，以識別系統(tǒng)失效狀態(tài)并計算負荷削減量。風險評估的0的是在線路維修停運期間通過可靠性評估得到可靠性指標，如期望缺供電量、負荷供應(yīng)能力、電力不足概率等。本文采用期望缺供電量作為風險指標，這樣可把失效頻率與失效后果結(jié)合為統(tǒng)一的風險指標進行風險評估。在電力系統(tǒng)可靠性評估中期望缺供電量可用下式計算：，式中：S為給定時間區(qū)間內(nèi)不能滿足負荷需求的系統(tǒng)狀態(tài)全集；Ci為狀態(tài)i條件下削減的負荷功率；Fi為系統(tǒng)處于狀態(tài)i的頻率；Di為狀態(tài)i的持續(xù)吋間。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)可靠性評估模型反映
6、系統(tǒng)長期的可靠性水平，對單個元件的失效頻率通常用年平均失效次數(shù)來估計。三、多氣象因素的輸電線路故障風險灰色模糊綜合評判模型1.建立綜合評判模型的基本思路。在統(tǒng)計分析各個氣象因素在不冋氣象等級下的故障率時，由于各個氣象因素的信息充分度各不相同，使其具冇很人程度的灰色性，如雷電數(shù)據(jù)可以直接測量獲得，而覆冰只能通過其它氣象信息推斷獲得。同樣，依據(jù)天氣預(yù)報得到的下一時段氣象條件，由于氣象條件的復(fù)雜多變性和多樣性，使下一吋段綜合氣象具有一定的模糊性。因此，采用灰色模糊綜合評判可使評判結(jié)果更加客觀可信。其基本思
7、路如下步驟：一是建立與輸電線路故障率有關(guān)的氣象評判因素集；二是根據(jù)下一時段的氣象條件，獲取各個氣象因素的故障率；三是通過經(jīng)典的隸屬度函數(shù)來表征因素集與評判集之間的模糊關(guān)系利用改進的層次分析法確定權(quán)重；利用灰色模糊理論進行輸電線路風險等級綜合評判。1.輸電線路風險等級評判因素的確定。導(dǎo)致輸電線路發(fā)生故障的氣象因素很多，但根據(jù)電力部門多年的數(shù)據(jù)收集表明，引起線路故障的氣象因素一般是雷電m1、覆冰m2、降雨m3、風m4、氣溫m5、臺風m6、冰雹m7、雪m8。因此，本文就以這8種作為輸電線路風險等級評判因素
8、集，用故障率作為每種氣象因素在某種氣象等級下的評判取值。2.表示評判結(jié)果等級的評判集的建立。評判集的等級劃分視實際情況而定，等級太少會影響評判精度，太多則將增加運算的復(fù)雜度。本文將輸電線路的風險等級劃分為4個等級，即V={VI，V2,V3,V4},集合中各元素依次對應(yīng)高風險、較高風險、一般風險和低風險。3.灰色模糊評判矩陣的建立在模糊理論中，隸屬度函數(shù)是用來表征因素集與評判集之間的模糊關(guān)系，其中，對于定量描述因素采用連續(xù)性賦值，對于定性描述因素則采用離散化賦值。在確定
