大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电气工程及计算机处理技术领域，公开一种大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法及系统，以快速计算线路对电网的风险程度，进而指导制定最优的灭火装备布控方案。本发明专利技术方法，在进行线路组合的m次抽样后，对系统总抽样次数进行合理预测；并在达到预测的总抽样次数时，对抽样数据的收敛性进行校验；确保了最终得到的各线路的电网风险指标的可靠性，有效解决了每次抽样后都对收敛性进行判断的现有算法所造成的数据计算量巨大的问题并克服了枚举法计算的维数灾问题；快速计算多重山火故障下线路风险程度，进而指导并制定出最优的灭火装备布控方案。

【技术实现步骤摘要】
大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法及系统
本专利技术涉及电气工程及计算机处理
，尤其涉及一种大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法及系统。
技术介绍
当前，煤、液化气也已作为主要燃料，树木杂草遍布，受春节清明祭祖、农作物焚烧等人为用火习俗影响，全国范围山火灾害频发，据统计，近几年平均每年爆发超过2万起山火，导致多次发生线路山火跳闸事故。随着我国特高压输电工程的逐步投入运行，特高压输电线路运行的可靠性要求极高，一旦发生山火跳闸事故，将对电网稳定造成重大威胁，严重时甚至会导致电网崩溃和解列。因此，需要在山火发生前根据输电线路风险程度大小提前布置灭火装备，缩短灭火救援距离，确保在山火发生第一时间及时救援对电网威胁重大的山火灾害。然而，当大范围山火灾害爆发时，山火威胁的输电线路数量多，采用枚举法计算不同线路故障组合时的电网风险时计算量巨大，如当山火威胁的线路数量仅为30条时，故障组合数量达1.07×109次，计算量十分巨大，无法高效求解线路的风险程度大小，难以指导制定最优的灭火装备布控方案。专利CN103942458A提出了一种输电线路山火应急处置优化智能决策方法，该方法根据山火距线路距离、火场面积、线路电压等级等参数分析山火火点的危险程度，并据此制定灭火资源调配方案，该方法仅分析山火对线路的威胁程度，未分析山火对电网的风险程度，无法制定出最优的决策方案；专利ZL201510305595.6提出了一种输电线路山火灾害的风险评估与应急决策方法，该方法根据输电线路电压等级、线路山火跳闸负荷损失、线路山火跳闸风险等指数计算线路风险大小，并据此制定灭火优先处置次序，该方法仅考虑了单一线路跳闸的风险，未分析多条线路同时跳闸时的风险；专利CN103971484A提出了一种大范围输电线路山火应急处置智能决策方法，该方法仅根据输电线路附近山火火点数量和输电线路电压等级布置灭火装备数量，未根据山火对电网的风险大小制定最优的决策方案；专利ZL201410477607.9提出了一种基于图论的输电线路山火应急点选址方法，该方法根据历史山火高发的区域选择应急装备布置的位置，而山火火点多的区域不一定是电网山火风险大的区域，仅根据山火发生的可能性制定灭火装备布控方案难以最大化降低电网山火风险。现有的相关专利分析了山火对于单条输电线路的风险大小，均未分析山火对电网安全稳定的风险，未能制定最优的灭火装备布控方案，难以充分发挥有限灭火装备的灭火效益。针对这一局限，本专利技术提出了一种大范围山火灾害电网防山火装备最优布控方法及系统，综合分析多重山火故障电网风险，克服枚举法计算量巨大的难题，快速计算线路对电网的风险程度，并指导制定了最优的灭火装备布控方案，提升灭火处置的效果和效率。
技术实现思路
本专利技术目的在于公开一种大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法及系统，以快速计算线路对电网的风险程度，进而指导制定最优的灭火装备布控方案。为实现上述目的，本实施例公开的方法包括：步骤S1、针对受山火灾害威胁的输电线路集合中每一条线路，随机生成一个0或1的整数，若随机数为1，则表示该线路包含在山火故障组合中，反之，则表示该线路不包含在故障组合中，以此方式生成一个线路故障组合Fj，其中，k为故障组合中线路的数量；fij为第j个故障组合中的第i条线路；步骤S2、计算该线路故障组合条件下的电网负荷损失量Dj；步骤S3、计算各线路i的电网风险指标Ri；i＝1,2,…,n；其中，q为包含第i条线路的故障组合数量；Dj为第j个包含第i条线路的故障组合下的电网负荷损失量；m为故障组合的总数；重复上述步骤S1至步骤S3共m次，计算得到各线路的m个电网风险指标；步骤S4、设置预期的计算精度α，根据公式计算第i条线路所需的总抽样次数Ti；其中，为第i条线路在第t次抽样后的电网风险指标；为第i条线路的电网风险指标平均值；并从各线路中选择总抽样次数最大的作为系统预计的总抽样次数T；步骤S5、继续重复上述步骤S1至步骤S3直到抽样次数等于总抽样次数T；校验当前实际计算精度是否小于预期值，若小于预期值，则根据T次抽样得到各线路的电网风险指标Ri；否则，令T＝T+1重复上述步骤S1至步骤S3，直到实际计算精度小于预期值；其中，当前实际计算精度的计算公式为：步骤S6、根据最终确定的各线路的电网风险指标部署灭火装置。为实现上述目的，本专利技术公开的系统包括用于执行以下方法以确定各线路的电网风险指标的核心数据处理模块，所述具体方法包括：步骤S1、针对受山火灾害威胁的输电线路集合中每一条线路，随机生成一个0或1的整数，若随机数为1，则表示该线路包含在山火故障组合中，反之，则表示该线路不包含在故障组合中，以此方式生成一个线路故障组合Fj，其中，k为故障组合中线路的数量；fij为第j个故障组合中的第i条线路；步骤S2、计算该线路故障组合条件下的电网负荷损失量Dj；步骤S3、计算各线路i的电网风险指标Ri；i＝1,2,…,n；其中，q为包含第i条线路的故障组合数量；Dj为第j个包含第i条线路的故障组合下的电网负荷损失量；m为故障组合的总数；重复上述步骤S1至步骤S3共m次，计算得到各线路的m个电网风险指标；步骤S4、设置预期的计算精度α，根据公式计算第i条线路所需的总抽样次数Ti；其中，为第i条线路在第t次抽样后的电网风险指标；为第i条线路的电网风险指标平均值；并从各线路中选择总抽样次数最大的作为系统预计的总抽样次数T；步骤S5、继续重复上述步骤S1至步骤S3直到抽样次数等于总抽样次数T；校验当前实际计算精度是否小于预期值，若小于预期值，则根据T次抽样得到各线路的电网风险指标Ri；否则，令T＝T+1重复上述步骤S1至步骤S3，直到实际计算精度小于预期值；其中，当前实际计算精度的计算公式为：综上，本专利技术所公开的灭火装备布置方法及系统思路清晰，操作方便，实用性强；能科学合理的预测总的抽样次数，并对所预测的抽样次数进行收敛性校验，确保了最终得到的各线路的电网风险指标的可靠性，有效解决了每次抽样后都对收敛性进行判断的现有算法所造成的数据计算量巨大的问题并克服了枚举法计算的维数灾问题；快速计算多重山火故障下线路风险程度，进而指导并制定出最优的灭火装备布控方案。下面将对本专利技术作进一步详细的说明。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1本实施例公开一种大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法，包括：步骤S1、针对受山火灾害威胁的输电线路集合中每一条线路，随机生成一个0或1的整数，若随机数为1，则表示该线路包含在山火故障组合中，反之，则表示该线路不包含在故障组合中，以此方式生成一个线路故障组合Fj，其中，k为故障组合中线路的数量；fij为第j个故障组合中的第i条线路。优选地，在该步骤S1之前还包括：获取山火密度预测数据，将输电线路杆塔经纬度与山火密度预测数据进行叠加计算，得到各输电线路杆塔的山火密度值，选取其中山火密度大于0的杆塔所在的线路，即为受山火灾害威胁的输电线路集合。其中，山火密度的计算方法可参见本专利技术人在先已公开的ZL201510255860.4号专利技术专利，专利名称为“一种输电线路山火精细化密度预报方法”。步骤S2、计算该线路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法，其特征在于，包括：步骤S1、针对受山火灾害威胁的输电线路集合中每一条线路，随机生成一个0或1的整数，若随机数为1，则表示该线路包含在山火故障组合中，反之，则表示该线路不包含在故障组合中，以此方式生成一个线路故障组合F

【技术特征摘要】
1.一种大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法，其特征在于，包括：步骤S1、针对受山火灾害威胁的输电线路集合中每一条线路，随机生成一个0或1的整数，若随机数为1，则表示该线路包含在山火故障组合中，反之，则表示该线路不包含在故障组合中，以此方式生成一个线路故障组合Fj，其中，k为故障组合中线路的数量；fij为第j个故障组合中的第i条线路；步骤S2、计算该线路故障组合条件下的电网负荷损失量Dj；步骤S3、计算各线路i的电网风险指标Ri；其中，q为包含第i条线路的故障组合数量；Dj为第j个包含第i条线路的故障组合下的电网负荷损失量；m为故障组合的总数；重复上述步骤S1至步骤S3共m次，计算得到各线路的m个电网风险指标；步骤S4、设置预期的计算精度α，根据公式计算第i条线路所需的总抽样次数Ti；其中，为第i条线路在第t次抽样后的电网风险指标；为第i条线路的电网风险指标平均值；并从各线路中选择总抽样次数最大的作为系统预计的总抽样次数T；步骤S5、继续重复上述步骤S1至步骤S3直到抽样次数等于总抽样次数T；校验当前实际计算精度是否小于预期值，若小于预期值，则根据T次抽样得到各线路的电网风险指标Ri；否则，令T＝T+1重复上述步骤S1至步骤S3，直到实际计算精度小于预期值；其中，当前实际计算精度的计算公式为：步骤S6、根据最终确定的各线路的电网风险指标部署灭火装置。2.根据权利要求1所述的大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法，其特征在于，所述计算精度α∈[0.01,0.1]。3.根据权利要求1或2所述的大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法，其特征在于，首次计算总抽样次数T的m取值范围为：m∈[450,550]。4.根据权利要求3所述的大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法，其特征在于，还包括：在完成所述m的最大取值范围次抽样之后，并在首次总抽样次数T未完成之前，基于同样算法二次预测系统预计的总抽样次数T，并取两次预测结果中的较大值作为最终预测的总抽样次数。5.根据权利要求4所述的大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法，其特征在于，所述根据最终确定的各线路的电网风险指标部署灭火装置包括：将管辖范围划分为若干个区域，计算各区域的电网风险程度，计算公式如下：式中，Sq为区域q的电网风险程度；p为划分的区域数量；t为区域q中受山火威胁的线路条数；Ri为区域q中线路i的电网风险指标；为区域q中线路i的山火密度平均值；根据各区域的电网风险程度，计算灭火装备的布控数量。6.根据权利要求5所述的大范围山火灾害电网多故障灭火装备布置方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：获取山火密度预测数据，将输电线路杆塔经纬度与山火密度预测数据进行叠加计算，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，郭俊，简洲，李波，方针，徐勋建，
申请(专利权)人：国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司防灾减灾中心，国家电网公司，湖南省湘电试研技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43