【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种输电线路风险评估，尤其涉及一种基于蒙特卡洛法的龙卷风灾害下的输电线路韧性评估方法、设备及介质。
技术介绍
1、虽然的龙卷风影响范围较狭窄，但其风速大、破坏力强，容易造成输电线路断线、倒塔等机械过载事故，龙卷风产生时会严重危害输电线路的安全稳定运行。近年来，由于极端天气频率、强度均有所增强，龙卷风等强对流灾害导致线路机械故障的频率越来越高。由于全面提高输电线路整体设防标准的成本极高，因此，亟需一种对此类灾害进行风险评估的方法，以便于进行及时的风险防范。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其通过历史数据与线路易损性分析线路故障概率，进而过蒙特卡洛状态抽样法估计输电线路韧性。
2、本专利技术的目的之一采用以下技术方案实现：
3、一种龙卷风灾害下线路韧性评估方法，包括以下步骤：
4、接收龙卷风历史数据，并根据所述历史数据计算龙卷风参数概率分布；
5、根据所述参数概率分布生成龙卷风路径，并构建输电线路和龙卷风的位置关系；
6、构建龙卷风风场模型，根据所述风场模型，计算所述输电线路处点位风速；
7、建立所述输电线路的各元件易损性曲线，并根据所述风速计算输电线路元件故障概率；
8、根据所述元件故障概率计算单条线路的故障概率，通过蒙特卡洛状态抽样法，结合韧性评估指标计算得到韧性评估结果。
9、进一步地，接收龙卷风历史
10、进一步地，所述龙卷风年频次概率ntor分布服从负二项分布，满足：
11、
12、其中j、k为通过历史数据拟合获得的计算参数；
13、所述空间概率分布通过双变量核密度估计计算得到，满足：
14、
15、其中，x和y是模拟的龙卷风产生位置的经度和纬度，μx和μy是历史龙卷风产生位置的经度和纬度，hx和hy分别是经向和纬向的带宽，ρ是相关系数；
16、所述移动方向θ概率分布通过核密度估计计算得到，满足：
17、
18、其中，θ是模拟的龙卷风移动方向，μθ为历史龙卷风的移动方向，hθ为移动方向的带宽；
19、所述强度i概率分布通过韦布尔分布计算得到，满足：
20、
21、其中，αi、αi为形状参数，μi为龙卷风强度的统计平均值；
22、所述路径长度l与强度关系通过韦布尔分布计算得到，满足：
23、
24、其中，μl为路径长度的统计平均值。
25、进一步地，所述龙卷风风场模型为wen半经验风场模型，满足：
26、
27、
28、其中，z为目标点离地面高度，δ为对应目标点的边界层厚度，vt为切向风速，vr为径向风速，vw为竖向风速，vmax为最大切向风速，满足：vmax＝6.3×(i+2)1.5，i为龙卷风强度，r为无量纲的距离参数，b和η为计算参数。
29、进一步地，根据所述风场模型计算点位风速v(r)，所述点位风速v(r)通过切向、径向及竖向风速计算得到，满足：
30、
31、进一步地，计算所述输电线路处点位风速，满足：
32、根据所述龙卷风路径的数据，生成龙卷风轨迹；
33、计算输电线路元件距离所述龙卷风轨迹最小距离di；
34、根据所述最小距离，通过所述风场模型得到所述输电线路处点位风速vi，满足：
35、
36、其中，rm为最大风速半径，vm为最大风速半径处风速。
37、进一步地，建立所述输电线路的各元件易损性曲线，并根据所述风速计算输电线路元件故障概率，包括：
38、通过有限元分析建立所述输电线路的各元件易损性曲线；
39、根据所述易损性曲线获得风速vi下元件发生损坏概率pi。
40、进一步地，根据所述故障概率，通过蒙特卡洛状态抽样法，结合韧性评估指标计算得到韧性评估结果，包括：
41、通过蒙特卡洛状态抽样法获得单次龙卷风位置、强度及路径参数；
42、计算单条线路的故障概率p，满足：p＝1-∏(1-pi)，pi为风速vi下元件发生损坏概率；
43、根据均匀分布生成随机数a，若p≤a，则判断未发生故障，记线路韧性值为1；若p>a，则判断线路为故障，计算该次的线路韧性值，韧性评估指标ri满足：
44、
45、其中，ln为负荷情况基准值，ld为系统在龙卷风灾害影响下系统实际运行状态曲线，t0为灾害发生时刻，t4为故障系统恢复到正常状态的时刻。
46、本专利技术的目的之二在于提供执行专利技术目的之一的电子设备，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法。
47、本专利技术的目的之三在于提供存储专利技术目的之一的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法。
48、相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
49、本专利技术提供一种针对龙卷风灾害下的输电线路风险评估方法，以填补对此类强对流灾害下输电线路风险评估的空白，通过龙卷风的历史数据逐步构建输电线路和龙卷风的关系并评估故障概率，结合蒙特卡洛状态抽样法实现了输电线路龙卷风灾害下的韧性评估，为输电线路应对龙卷风灾害预防措施的采取提供了依据。
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1.一种龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，接收龙卷风历史数据，并根据所述历史数据计算龙卷风参数概率分布，包括：计算龙卷风年频次概率分布，空间概率分布、移动方向概率分布，强度概率分布、路径长度与强度关系，得到所述龙卷风参数概率分布。
3.如权利要求2所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，所述龙卷风年频次概率NTor分布服从负二项分布，满足：
4.如权利要求1所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，所述龙卷风风场模型为Wen半经验风场模型，满足：
5.如权利要求4所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，根据所述风场模型计算点位风速v(r)，所述点位风速v(r)通过切向、径向及竖向风速计算得到，满足：
6.如权利要求1或5所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，计算所述输电线路处点位风速，包括：
7.如权利要求1所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，建立所述输电线路的各元件易损性曲线，
8.如权利要求1所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，根据所述故障概率，通过蒙特卡洛状态抽样法，结合韧性评估指标计算得到韧性评估结果，包括：
9.一种电子设备，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法。
...【技术特征摘要】
1.一种龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，接收龙卷风历史数据，并根据所述历史数据计算龙卷风参数概率分布，包括：计算龙卷风年频次概率分布，空间概率分布、移动方向概率分布，强度概率分布、路径长度与强度关系，得到所述龙卷风参数概率分布。
3.如权利要求2所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，所述龙卷风年频次概率ntor分布服从负二项分布，满足：
4.如权利要求1所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，所述龙卷风风场模型为wen半经验风场模型，满足：
5.如权利要求4所述的龙卷风灾害下线路韧性评估方法，其特征在于，根据所述风场模型计算点位风速v(r)，所述点位风速v(r)通过切向、径向及竖向风速计算得到，满足：
6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振国，范文琪，李特，王少华，李丹煜，刘彬，陶瑞样，姜凯华，曹俊平，杨勇，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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