一种架空线路风荷载停运概率的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种架空线路风荷载停运概率的预测方法，能够方便快速对架空线路的风荷载停运概率进行预测，能够在大风天气到来前，提前获取薄弱线路，重点防护，保障电网安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
目前在架空线路风险研究中，设计部门考虑的是得到线路允许载流量的定值问 题，调度部门关注随实时温度、风速情况的概率分布得到变化值而在线调整线路功率，研究 难点在于较难正确给出气象预报和温度等的概率分布，灾害天气对配电网运行状况的影响 更为直接和明显，在大风、雷雨等灾害天气下，设备的故障概率大大增加。 当大风灾害气象发生时，架空线路会受到较大的风压，当应力极限超过线路的机 械强度时，架空线路便可能产生断线等严重故障。架空线路受到的外部荷载主要是风荷载， 在风荷载下架空线路呈现较强的非线性耦联特性。此外，大风气象会在架空线路上造成疲 劳累积效应，加速线路的老化过程，提高线路的故障率。 历史气象数据表明，上海由于其特殊的地理位置（长江的入海口）和地处世界最 大热带风暴盆地（西北太平洋风暴盆地）的西北缘，频繁登陆的台风成为本地区最主要的 自然灾害，对电网影响较大。但是，目前比较难正确预测出架空线路的风荷载停运概率，因 此，需要建立大风影响下的架空线路停运模型，在大风天气到来前，提前获取薄弱线路，重 点防护，保障电网安全稳定运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种架空线路风荷载停运概率的预测 方法，能够方便快速对架空线路的风荷载停运概率进行预测，能够在大风天气到来前，提前 获取薄弱线路，重点防护，保障电网安全稳定运行。 实现上述目的的技术方案是：，包括以 下步骤： 步骤Sl，将所需预测停运概率的架空线路进行分组，初始化线路参数，获取其设计 风荷载W d与其概率分布参数； 步骤S2,读取所需预测停运概率的架空线路的服役年龄数据，判断其是否超过疲 劳折损的门槛役龄，若没有超过疲劳折损的门槛役龄，则所需预测停运概率的架空线路处 于稳定运行期，则其实际所能承受的最大风荷载等于其设计风荷载；若超过疲劳折损的门 槛役龄，则所需预测停运概率的架空线路处于损耗区，则按公式（1)计算此时的线路设计 风荷载的疲劳折损系数ζ，(1) 公式⑴中，ζ2是线路服役寿命到达疲劳折损的门槛役龄时的疲劳折损系数，t 为所需预测停运概率的架空线路的服役年龄，β为所需预测停运概率的架空线路的风载调 整系数，α为所需预测停运概率的架空线路的电线风压不均匀系数； 然后按公式（2)修正线路实际能承受的最大风荷载Wd'，(2);； 步骤S3,获取所需预测停运概率的架空线路的服役年龄内的所有风参数，风参数 包括风速和风向的预测值，按公式（3)计算风条件下的架空线路承受的实时风荷载^，并选 取该时段内最大的风荷载， Wx= 6.25X 10 4α μ sc β cdlH (Khv) 2Sin2 Θ (3)； 公式⑶中，Wx为所需预测停运概率的架空线路的实时风荷载；α为电线风压不 均匀系数；y s。为电线体型系数；β。为5〇〇kv线路电线作用于杆塔上的风载调整系数，其他 电压等级的线路电线作用于杆塔上的风载调整系数直接取I ;d为电线外径，单位mm ;1H为 杆塔水平档距，单位为m ;&为导线平均高为h处的风速高度变化系数；V为线路规定基准 高处的设计风速，单位为m/s ; Θ为风向与导线轴向间的夹角； 步骤S4,重复步骤S3,得到由最大风荷载组成一列风荷载的极值样本序列，然后 通过最大似然估计，可获得随时间实时变化的风荷载的三个广义分布参数，所述三个广义 分布参数包括形状参数ξ、尺度参数σ和位置参数μ，结合每一次的风荷载极值样本序 列，即可估计出随时间X变化的大风条件下的架空线路风荷载广义极值概率分布函数，如 公式⑷所示：?4：)* 公式⑷中，Wx为所需预测停运概率的架空线路的实时风荷载；ξ χ为所需预测停 运概率的架空线路的实时形状参数，σ 所需预测停运概率的架空线路的实时尺度参数， μ 所需预测停运概率的架空线路的实时位置参数； 而线路设计风荷载的概率分布函数如公式（5)所示：(5); 公式（5)中，Wd为所需预测停运概率的架空线路的设计风荷载，〇 d为所需预测停 运概率的架空线路的尺度参数，μ d为所需预测停运概率的架空线路的位置参数； 步骤S5,按照公式（6)即可算出当大风灾害发生时，不同疲劳折损程度的架空线 路实时停运概率P， 上述的，其中，所述步骤S2中，若所需 预测停运概率的架空线路处于稳定运行期，则其疲劳折损系数ζ = 1，则其实际所能承受 的最大风荷载等于其设计风荷载 本专利技术的架空线路风荷载停运概率的预测方法，与现有技术相比的有益效果是： 能够方便快速对架空线路的风荷载停运概率进行预测，能够在大风天气到来前，提前获取 薄弱线路，重点防护，保障电网安全稳定运行。【附图说明】 图1为本专利技术的架空线路风荷载停运概率的预测方法的流程图。【具体实施方式】 为了使本
的技术人员能更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对 其【具体实施方式】进行详细地说明： 本专利技术的实施例：请参阅图1，，包括以 下步骤： 步骤Sl，将所需预测停运概率的架空线路进行分组，初始化线路参数，获取其设计 风荷载Wd与其概率分布参数； 步骤S2,读取所需预测停运概率的架空线路的服役年龄数据，判断其是否超过疲 劳折损的门槛役龄，若没有超过疲劳折损的门槛役龄，则所需预测停运概率的架空线路处 于稳定运行期，则其疲劳折损系数ζ = 1，其实际所能承受的最大风荷载等于其设计风荷 载；若超过疲劳折损的门槛役龄，则所需预测停运概率的架空线路处于损耗区，则按公式 (1)计算此时的线路设计风荷载的疲劳折损系数ζ，U ) 公式⑴中，ζ2是线路服役寿命到达疲劳当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种架空线路风荷载停运概率的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将所需预测停运概率的架空线路进行分组，初始化线路参数，获取其设计风荷载Wd与其概率分布参数；步骤S2，读取所需预测停运概率的架空线路的服役年龄数据，判断其是否超过疲劳折损的门槛役龄，若没有超过疲劳折损的门槛役龄，则所需预测停运概率的架空线路处于稳定运行期，则其实际所能承受的最大风荷载等于其设计风荷载；若超过疲劳折损的门槛役龄，则所需预测停运概率的架空线路处于损耗区，则按公式(1)计算此时的线路设计风荷载的疲劳折损系数ζ，ζ=ζ2(1-β1β-1)β1β-1[tα(ζ2-1)-ζ2]+1---(1)]]>公式(1)中，ζ2是线路服役寿命到达疲劳折损的门槛役龄时的疲劳折损系数，t为所需预测停运概率的架空线路的服役年龄，β为所需预测停运概率的架空线路的风载调整系数，α为所需预测停运概率的架空线路的电线风压不均匀系数；然后按公式(2)修正线路实际能承受的最大风荷载Wd′，Wd′=ζ·Wd=ζ2(1-β1β-1)β1β-1[tα(ζ2-1)-ζ2]+1---(2);]]>步骤S3，获取所需预测停运概率的架空线路的服役年龄内的所有风参数，风参数包括风速和风向的预测值，按公式(3)计算风条件下的架空线路承受的实时风荷载Wx，并选取该时段内最大的风荷载，Wx＝6.25×10‑4αμscβcdlH(Khv)2sin2θ       (3)；公式(3)中，Wx为所需预测停运概率的架空线路的实时风荷载；α为电线风压不均匀系数；μsc为电线体型系数；βc为500kV线路电线作用于杆塔上的风载调整系数，其他电压等级的线路电线作用于杆塔上的风载调整系数直接取1；d为电线外径，单位mm；lH为杆塔水平档距，单位为m；Kh为导线平均高为h处的风速高度变化系数；v为线路规定基准高处的设计风速，单位为m/s；θ为风向与导线轴向间的夹角；步骤S4，重复步骤S3，得到由最大风荷载组成一列风荷载的极值样本序列，然后通过最大似然估计，可获得随时间实时变化的风荷载的三个广义分布参数，所述三个广义分布参数包括形状参数ξ、尺度参数σ和位置参数μ，结合每一次的风荷载极值样本序列，即可估计出随时间变化的大风条件下的架空线路风荷载广义极值概率分布函数，如公式(4)所示：F(wx;μx,σx,ξx)=exp{-[1+ξx(wx-μxσx)]-1/ξx}---(4);]]>公式(4)中，Wx为所需预测停运概率的架空线路的实时风荷载；ξx为所需预测停运概率的架空线路的实时形状参数，σx为所需预测停运概率的架空线路的实时尺度参数，μx为所需预测停运概率的架空线路的实时位置参数；而线路设计风荷载的概率分布函数如公式(5)所示：g(wd,μd,σd)=1σd2πe-(wd-μd)22σd2---(5);]]>公式(5)中，Wd为所需预测停运概率的架空线路的设计风荷载，σd为所需预测停运概率的架空线路的尺度参数，μd为所需预测停运概率的架空线路的位置参数；步骤S5，按照公式(6)即可算出当大风灾害发生时，不同疲劳折损程度的架空线路实时停运概率P，P=1-∫0+∞exp{-[1+ξx(wx-μxσx)]-1/ξx}1σd2πe-(wd-μd)22dwd---(6).]]>...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪春华，钱军，邓孟华，朱钦，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：上海;31