一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法技术

本发明专利技术涉及一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法。本分析方法基于层次分析法建立了灾害影响电网多层次评价体系，首先对考虑灾害的电网总体情况进行分析，确定了电力系统受灾类型和灾害影响电力系统的可靠性指标，之后基于上述可靠性指标，从时间、空间、后果、电压等级、元件设备等不同角度出发，研究灾害影响电网的分布特性，接着采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率对自然灾害影响电网的严重程度进行量化分析，最后对不同灾害的分布特性进行了排序和总结，确定了灾害的防范重点。该分析方法考虑了自然灾害对电网的多个影响因素，能够对各种自然灾害对电网的影响能力进行综合对比分析，具有很强的全面性和客观性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统风险评估
，具体涉及一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法。
技术介绍
近年来，全球极端气候变化导致灾害事件明显增多，灾害事件的频繁发生增加了掌控电网安全稳定运行的难度，也对电网可靠供电提出了更高的要求。我国影响电力系统的自然灾害具有多样性、频繁性和区域性等特点，为了加强电网应对灾变的能力，进而建立灾害预警机制，应根据灾害对电网影响的时空分布等特性进行有针对性地研究和布防。目前，自然灾害对电力系统影响的研究主要集中于影响后果的统计和分析。在具体研究过程中，该方法仅局限于对自然灾害造成电网故障的后果及严重程度进行分析，没有深入考虑自然灾害的时间特性、空间特性以及输电线路的电压等级等其他因素，难以针对自然灾害对电力系统的影响进行全面客观的评价，有较大局限性。因此，如何对灾害影响电网的特征信息进行多层次、多尺度、多指标的综合分析，全面客观地反映自然灾害对电力系统影响的规律，对于提高电网的抗灾能力具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法。本分析方法基于层次分析法建立了灾害影响电网多层次评价体系，首先对考虑灾害的电网总体情况进行分析，确定了电力系统受灾类型和灾害影响电力系统的可靠性指标，之后基于上述可靠性指标，从时间、空间、后果、电压等级、元件设备等不同角度出发，研究灾害影响电网的分布特性，接着采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率对自然灾害影响电网的严重程度进行量化分析，最后对不同灾害的分布特性进行了排序和总结，确定了灾害的防范重点。一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，其特征在于，基于时间、空间、后果、电压等级、元件设备5个尺度，对灾害影响电网的分布特性和严重程度进行量化分析，具体包括以下步骤：步骤1，确定影响电网的雷电、覆冰、污秽、鸟害、大风五个主要灾害类型和评价灾害影响电网程度的跳闸次数、非计划停运次数、跳闸率、非计划停运率、重合闸成功率五个可靠性指标；具体是：指标一：定义跳闸次数NT(j)表示，其中灾害j引发电网跳闸的次数，其单位为次；指标二：定义非计划停运次数NNPO(j)，其中灾害j引发电网跳闸的次数，其单位为次；指标三：定义跳闸率RT(j),基于以下公式：RT(j)=NT(j)L]]>其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RT(j)为输电线路的跳闸率，单位为次/百千米，NT(j)为输电线路的跳闸次数；指标四：定义非计划停运率RNPO(j),基于以下公式：RNPO(j)=NNPO(j)L]]>其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RNPO(j)为非计划停运率，单位为次/百千米，NNPO(j)为输电线路的非计划停运次数；指标五：定义重合闸成功率RRS(j),基于以下公式：RRF(j)=NNPO(j)NT(j)×100%]]>其中，RRS(j)为重合闸故障率，无量纲；NT(j)为跳闸次数；NNPO(j)为输电设备非计划停运的次数。步骤2，从时间、空间、后果、电压等级、元件设备5个尺度出发，得到灾害引发电网故障的分布特性；包括以下步骤：步骤2.1，灾害影响电网的时间尺度特性：按照月度统计灾害的跳闸次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害在一年中对电网影响严重程度的变化趋势；按照年度统计近年来灾害的跳闸次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害的在近年来对电网影响严重程度的变化趋势。步骤2.2，灾害影响电网的空间尺度特性：按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闸次数，并对不同灾害在各区域电网跳闸次数所占比例进行计算，得到每个区域电网的主要受灾类型；分年度统计灾害在区域电网造成的跳闸次数及所占比例，得到区域电网受灾类型分布的年度变化趋势。步骤2.3，自灾害影响电网的后果尺度特性：按照直流线路一次全压重启成功、二次全压重启成功、降压重启成功、单极强迫停运、双极强迫停运以及跳闸和非计划停运，统计自然灾害造成直流输电系统事件的后果次数，得到每种灾害最容易引发的直流输电系统事件的后果类型；按照交流线路跳闸次数，非计划停运次数和重合闸成功率，统计自然灾害造成交流输电系统事件的后果次数，得到每种灾害最容易引发的交流输电系统事件的后果类型。步骤2.4，灾害影响电网的电压等级尺度特性：按照电力系统电压等级，分年度统计自然灾害造成电网跳闸次数，非计划停运次数和重合闸成功率，得到每一个电压等级的主要受灾类型及其年度变化趋势。步骤2.5，灾害影响电网的元件设备尺度特性：按照杆塔及基础、导线及底地线、绝缘子、金具及其他四个方面，分年度分电压等级统计自然灾害造成其损坏的次数，得到每种电力系统元件设备的主要受灾类型及年度变化趋势。步骤3，结合上述尺度，采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率对自然灾害影响电网的严重程度进行量化分析；步骤4，基于灾害影响电网的分布特性和量化分析结果，确定灾害影响电网的分布规律和防范重点。在上述的一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，所述步骤3中考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率用RCT(j)表示,基于以下公式：RCT(j)=Σi=1kαiRTi(j)]]>其中：αi为该电压等级线路的权重，该系数与输电线路的经济传输容量以及输送距离有关；RCT(j)为该电压等级输电线路的跳闸率，单位为次/百千米；RCT(j)为区域输电线路综合跳闸率，单位为次/百千米。因此，本专利技术具有如下优点：1.本专利技术提出的5项判定指标不仅考虑了灾害引发系统跳闸，还考虑了非计划停运以及自动重合闸的情况，综合分析了灾害对电网的影响因素；2.本专利技术所提出的分析方法可以考虑各种自然灾害对电网在时间、空间、电压等级、电网事件后果及电力系统原件的影响，具有全面性和通用性；3.本专利技术提供的分析方法能够得到自然灾害的分布特性，为电力系统运行人员的针对性防灾部署提供有效建议。附图说明图1为本专利技术的流程图。图2为本专利技术得到的灾害影响电网的时间尺度特性图。图3为本专利技术得到的灾害影响电网的空间尺度特性图。图4为本专利技术得到的灾害影响电网的后果尺度特性图。图5为本专利技术得到的灾害影响电网的电压等级尺度特性图。图6为本专利技术得到的灾害影响电网的元件设备尺度特性图。图7为本专利技术得到的灾害影响电网的区域输电线路综本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，其特征在于，基于时间、空间、后果、电压等级、元件设备5个尺度，对灾害影响电网的分布特性和严重程度进行量化分析，具体包括以下步骤：步骤1，确定影响电网的雷电、覆冰、污秽、鸟害、大风五个主要灾害类型和评价灾害影响电网程度的跳闸次数、非计划停运次数、跳闸率、非计划停运率、重合闸成功率五个可靠性指标；具体是：指标一：定义跳闸次数NT(j)表示，其中灾害j引发电网跳闸的次数，其单位为次；指标二：定义非计划停运次数NNPO(j)，其中灾害j引发电网跳闸的次数，其单位为次；指标三：定义跳闸率RT(j),基于以下公式：RT(j)=NT(j)L]]>其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RT(j)为输电线路的跳闸率，单位为次/百千米，NT(j)为输电线路的跳闸次数；指标四：定义非计划停运率RNPO(j),基于以下公式：RNPO(j)=NNPO(j)L]]>其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RNPO(j)为非计划停运率，单位为次/百千米，NNPO(j)为输电线路的非计划停运次数；指标五：定义重合闸成功率RRS(j),基于以下公式：RRF(j)=NNPO(j)NT(j)×100%]]>其中，RRS(j)为重合闸故障率，无量纲；NT(j)为跳闸次数；NNPO(j)为输电设备非计划停运的次数；步骤2，从时间、空间、后果、电压等级、元件设备5个尺度出发，得到灾害引发电网故障的分布特性；包括以下步骤：步骤2.1，灾害影响电网的时间尺度特性按照月度统计灾害的跳闸次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害在一年中对电网影响严重程度的变化趋势；按照年度统计近年来灾害的跳闸次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害的在近年来对电网影响严重程度的变化趋势；步骤2.2，灾害影响电网的空间尺度特性按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闸次数，并对不同灾害在各区域电网跳闸次数所占比例进行计算，得到每个区域电网的主要受灾类型；分年度统计灾害在区域电网造成的跳闸次数及所占比例，得到区域电网受灾类型分布的年度变化趋势；步骤2.3，自灾害影响电网的后果尺度特性按照直流线路一次全压重启成功、二次全压重启成功、降压重启成功、单极强迫停运、双极强迫停运以及跳闸和非计划停运，统计自然灾害造成直流输电系统事件的后果次数，得到每种灾害最容易引发的直流输电系统事件的后果类型；按照交流线路跳闸次数，非计划停运次数和重合闸成功率，统计自然灾害造成交流输电系统事件的后果次数，得到每种灾害最容易引发的交流输电系统事件的后果类型；步骤2.4，灾害影响电网的电压等级尺度特性按照电力系统电压等级，分年度统计自然灾害造成电网跳闸次数，非计划停运次数和重合闸成功率，得到每一个电压等级的主要受灾类型及其年度变化趋势；步骤2.5，灾害影响电网的元件设备尺度特性按照杆塔及基础、导线及底地线、绝缘子、金具及其他四个方面，分年度分电压等级统计自然灾害造成其损坏的次数，得到每种电力系统元件设备的主要受灾类型及年度变化趋势；步骤3，结合上述尺度，采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率对自然灾害影响电网的严重程度进行量化分析；步骤4，基于灾害影响电网的分布特性和量化分析结果，确定灾害影响电网的分布规律和防范重点。...

【技术特征摘要】
1.一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，其特征在于，基
于时间、空间、后果、电压等级、元件设备5个尺度，对灾害影响电
网的分布特性和严重程度进行量化分析，具体包括以下步骤：
步骤1，确定影响电网的雷电、覆冰、污秽、鸟害、大风五个主
要灾害类型和评价灾害影响电网程度的跳闸次数、非计划停运次数、
跳闸率、非计划停运率、重合闸成功率五个可靠性指标；具体是：
指标一：定义跳闸次数NT(j)表示，其中灾害j引发电网跳闸
的次数，其单位为次；
指标二：定义非计划停运次数NNPO(j)，其中灾害j引发电网跳
闸的次数，其单位为次；
指标三：定义跳闸率RT(j),基于以下公式：
RT(j)=NT(j)L]]>其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RT(j)
为输电线路的跳闸率，单位为次/百千米，NT(j)为输电线路的跳闸
次数；
指标四：定义非计划停运率RNPO(j),基于以下公式：
RNPO(j)=NNPO(j)L]]>其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RNPO(j)为非计划停运率，单位为次/百千米，NNPO(j)为输电线路的非
计划停运次数；
指标五：定义重合闸成功率RRS(j),基于以下公式：
RRF(j)=NNPO(j)NT(j)×100%]]>其中，RRS(j)为重合闸故障率，无量纲；NT(j)为跳闸次数；NNPO(j)
为输电设备非计划停运的次数；
步骤2，从时间、空间、后果、电压等级、元件设备5个尺度出
发，得到灾害引发电网故障的分布特性；包括以下步骤：
步骤2.1，灾害影响电网的时间尺度特性
按照月度统计灾害的跳闸次数和非计划停运次数，得到每种自然
灾害在一年中对电网影响严重程度的变化趋势；按照年度统计近年来
灾害的跳闸次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害的在近年来对
电网影响严重程度的变化趋势；
步骤2.2，灾害影响电网的空间尺度特性
按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闸...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄涌，王骏，赵洁，刘涤尘，赵红生，王波，乔立，赵语，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖北省电力公司经济技术研究院，武汉大学，
类型：发明
国别省市：北京;11