一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法技术

本发明专利技术公开了一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，先建立计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏角计算模型；输电线路对酒杯型直线塔的放电距离；统计历史风预报信息，对比历史风预报信息与历史同期实际风力等级，计算预报风速的偏弱率、准确率、偏强率和预报风向的逆时针偏差率、准确率、顺时针偏差率，建立计及风随机性影响的预报风速和预报风向的概率分布模型；再计算直线塔输电线路风偏放电概率。本发明专利技术所提酒杯型直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，在获取风预报信息后在线预测酒杯型直线塔输电线路风偏放电概率，有助于电网运行和调度部门提前感知线路运行风险，做好针对性的降风险运行措施。

An online warning method for windage yaw discharge probability of linear tower transmission line considering the influence of wind randomness

The invention discloses a wind meter and the effects of random linear transmission line windage discharge probability online early warning method, first establish and conductor insulator splitting calculation model of wind angle series; distance transmission line discharge on the glass type of line tower; statistical history wind forecast information, compared with the historical wind forecast information and history over the same period the actual wind power, calculation of wind speed prediction rate, weak accuracy, strong wind forecast rate and counterclockwise deviation rate and accurate rate, clockwise deviation rate, distribution forecast of wind speed and wind direction prediction probability model is established and the effects of random wind; then calculate the straight line transmission line windage discharge probability. Cup type linear transmission line windage discharge probability online early warning method of the invention, in the acquisition of wind forecast information after the online prediction of glass type linear transmission line windage discharge probability, contribute to the power grid operation and dispatching department in advance of operation risk perception line, well targeted measures to reduce the risk of operation.

【技术实现步骤摘要】
一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法
本专利技术涉及一种预测输电线路风偏放电概率的输电线路运行可靠性
，具体指一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，属于电力系统防灾减灾领域。
技术介绍
在气候变化的大背景下，一些区域性的极端天气、气候事件的强度和发生频率有增强趋势，特别是极端风灾和冰灾。国际大电网会议（CIGRE）SCB2.54工作组的报告指出恶劣天气事件导致的线路结构和电气失效，是影响架空输电线路安全的最主要原因。随着气象科学和计算机技术的发展，气象实况监测、气象雷达探测、卫星遥感等方面取得长足进步，通过模式输出、集合预报输出的数值天气预报，在短期(24~72h)、特别是临近(0~2h)的预报准确度方面大幅提升。因此充分利用精细化的气象预报信息，对可能发生的电网故障进行预测预警，对提高电网运行可靠性水平具有重要意义。电网遭受风灾除了断线倒塔这类恶性事故外，较多的是风偏放电引起的跳闸。风偏放电是指在强风或飑线风的作用下，绝缘子串向杆塔方向倾斜，减小了导线与杆塔的空气间隙，当间隙距离不能满足绝缘强度要求时就会发生放电，造成线路跳闸。风受地形影响较大，变化随机性较强，在使用风预报信息进行最小放电距离校核计算时，如果直接用预报风向的中心角度和预报风力等级的最大值风速，则忽视了风预报准确性以及风速和风向波动变化的影响，得到的计算结果将偏离实际，特别是预报的风力等级接近设计风速时，用预报风速和设计风速比较，或者用预测最小放电距离跟允许的最小安全空气间隙比较，得出发生或不发生风偏放电的确定性判断并不准确。专利技术内容针对现有用输电线路风偏放电率在线预警存在不准确的问题，本方法能够合理有效更加准确地实现用计及风随机性影响下酒杯型直线塔输电线路风偏放电概率进行预报的方法，有助于电网运行和调度部门提前感知线路运行风险，做好针对性的降风险运行措施。本专利技术所述提高计及风随机影响下输电线路风偏放电概率预报准确度的方法：一、先建立计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏角计算模型，具体包括以下内容：1、酒杯型直线塔在强风或飑线风的作用下，绝缘子串向杆塔方向倾斜，减小了导线与杆塔的空气间隙，当间隙距离不能满足绝缘强度要求时就会发生放电。为便于在线校核，工程上通常假设导线单位长度上的荷载沿档距均匀分布，悬垂绝缘子串采用刚体直杆模型，对绝缘子串风偏状态进行受力分析，非分裂导线经分析可得：(1)式中，GH为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；GV为绝缘子串自身的重力荷载(N)；WH和WV分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；Wz为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具）。根据上述内容可求得非分裂导线绝缘子串风偏角θ0(2)2、实际的架空线路分为分裂式和非分裂式导线的情况，考虑到导线的分裂结构将影响风偏角的计算精度，因此需要分别建立不同分裂导线的绝缘子串风偏角计算模型，受力分析方法与非分裂导线相似，所述分裂式又分为垂直排列双分裂式和水平排列双分裂：2.1垂直排列双分裂导线经分析可得：(3)式中，GH为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；GV为绝缘子串自身的重力荷载(N)；WH和WV分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；Wz为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距。可求得垂直排列双分裂导线绝缘子串风偏角θ21为：(4)2.2水平排列双分裂导线经分析可得：(5)式中，GH为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；GV为绝缘子串自身的重力荷载(N)；WH和WV分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；Wz为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具）。可求得水平排列双分裂导线绝缘子串风偏角θ22为：(6)2.3分裂导线经分析可得：(7)式中，GH为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；GV为绝缘子串自身的重力荷载(N)；WH和WV分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；Wz为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），e为分裂导线的分裂间距。可求得四分裂导线绝缘子串风偏角θ4为：(8)二、计算输电线路对酒杯型直线塔身最小放电距离，可分析得到酒杯型的中间相非分裂输电线路对塔身放电距离xz0的计算式为(9)式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，d为导线外径，θ0为非分裂导线绝缘子串风偏角。可分析得到酒杯型的中间相垂直排列双分裂输电线路对塔身的放电距离xz21的计算式为(10)式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，θ21为垂直排列双分裂导线绝缘子串风偏角。可分析计算酒杯型的中间相水平排列双分裂输电线路对塔身的放电距离xz22的计算式为(11)式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，θ22为水平排列双分裂导线绝缘子串风偏角。可分析计算酒杯型的中间相四分裂输电线路对塔身的放电距离xz4的计算式为(12)式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，θ4为四双分裂导线绝缘子串风偏角。可分析计算酒杯型的边相非分裂输电线路对塔身放电距离xb0的计算式为(13)式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ0为非分裂导线绝缘子串风偏角。可分析计算酒杯型的边相垂直排列双分裂输电线路对塔身放电距离x21的计算式为(14)式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ21为垂直排列双分裂导线绝缘子串风偏角。可分析计算酒杯型的边相水平排列双分裂输电线路对塔身放电距离x22的计算式为(15)式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ22为水平排列双分裂导线绝缘子串风偏角。可分析计算酒杯型的边相四分裂输电线路对塔身最小放电距离xb4的计算式为(16)式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ4为四分裂导线绝缘子串风偏角。三、统计风预报信息，对比历史风预报信息与历史同期实际风力等级，计算预报风速的偏弱率、准确率、偏强率和预报风向角的逆时针偏差率、准确率、顺时针偏差率：统计在统计周期TS内酒杯型直线塔所在区域S的县区气象部门发布的k级风力预报的次数nk，以及k级风力预报的预报风向角，统计周期TS一般取1~5年。由于县区气象部门发布的k级风力预报可能会和实际风力等级不相符，所以需要对比历史风力等级预报与历史同期实际风力等级，统计预报风速偏弱次数、准确次数、偏强次数，统计预报风向角逆时针偏差次数、准确次数、顺时针偏差次数，计算预报风速的偏弱率、准确率、偏强率和预报风向角的逆时针偏差率、准确率、顺时针偏差率。例如气象部门发布一个k级风力预报，但实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，其特征在于：A、首先建立了计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏角计算模型，假设导线单位长度上的荷载沿档距均匀分布，悬垂绝缘子串采用刚体直杆模型，对绝缘子串风偏状态进行受力分析，计算出非分裂导线串风偏角

【技术特征摘要】
1.一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，其特征在于：A、首先建立了计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏角计算模型，假设导线单位长度上的荷载沿档距均匀分布，悬垂绝缘子串采用刚体直杆模型，对绝缘子串风偏状态进行受力分析，计算出非分裂导线串风偏角，实际的架空线路分为分裂式和非分裂式导线的情况，考虑到导线的分裂结构将影响风偏角的计算精度，因此需要分别建立不同分裂导线的绝缘子串风偏角计算模型，受力分析方法与非分裂导线相似，所述分裂式又分为垂直排列双分裂式和水平排列双分裂：，，B、计算输电线路对酒杯型直线塔身最小放电距离，C、然后统计风预报信息，对比历史风预报信息与历史同期实际风力等级，预报风速的偏弱率Pwk、风速准确率Pck、偏强率...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松，
申请(专利权)人：国网江西省电力公司萍乡供电分公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江西,36