【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输电线路防雷，具体涉及一种基于matlab-atp联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法。
技术介绍
1、随着电网的快速发展，输电线路地处旷野，纵横绵延，分布又极散，雷击风险很大，因此有必要提升输电线路的防雷水平，同时为了满足线路安装防雷措施时的经济性，目前多采用差异化防雷改造。而现有的差异化防雷改造技术多是根据线路风险评估结果制定雷害风险等级区域，之后再列举大量的防雷改造方案，最后对比各防雷改造方案的经济性来确定最优防雷改造方案。而这种方法不但计算过程繁琐而且提出的改造方案具有局限性。如文献[1]：梁振,曾玲丽,戴何笠等.基于改进电气几何模型的某500kv山区输电线路差异化防雷改造[j].电瓷避雷器,2019(01):145-151+156.；文献[2]:周敏.基于改进电气几何模型的湖南某500kv输电线路差异化防雷改造研究[d].长沙理工大学,2019.中的记载。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种基于matlab-atp联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法，该方法根据遗传算法对所选输电线路区段进行差异化防雷改造，通过搭建matlab和atp-emtp联合仿真平台计算所选输电线路区段的平均跳闸率，通过对比各防雷措施的平均跳闸率和经济性提出最优防雷改造方案，从而为输电线路差异化防雷改造提供参考。
2、本专利技术采取的技术方案为：
3、基于matlab-atp联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法，包括以下步骤：
4、步
5、步骤2：在matlab中建立电气几何模型，根据输电线路耐雷水平，计算线路平均雷击跳闸率；
6、步骤3：判断步骤2计算出来的平均雷击跳闸率，如果需要改造，读取上一次方案的线路信息；反之，结束计算程序；
7、步骤4：利用遗传算法对防雷措施进行选择、交叉、变异生成防雷改造方案；
8、步骤5：依据步骤2平均雷击跳闸率的计算原理，对步骤4生成的防雷改造方案进行平均雷击跳闸率的计算；
9、步骤6：计算各防雷改造方案的方案费用；
10、步骤7：对比计算得到的方案费用，选择最优的防雷改造方案。
11、所述步骤1中，根据实际线路、杆塔参数和风偏数据，在matlab中根据atp的底层程序搭建输电线路模型，计算线路的绕击和反击耐雷水平；
12、需要获得的实际线路和给杆塔参数包括：导线和地线的型号参数，杆塔图纸，档距长度，工频电压等级；风偏数据包括风速和风向。
13、所述步骤1中，输电线路模型是通过matlab语言编写atp程序底层代码逻辑建立的，输电线路模型如图6所示。输电线路绕击和反击耐雷水平是输电线路发生反击和绕击的最小雷电流幅值；通过改变雷电流模块的幅值大小来查看绝缘子串是否闪络，从而判定输电线路绕击和反击耐雷水平的取值。
14、所述步骤2中，根据步骤1计算得到的绕击和反击耐雷水平，利用改进电气几何模型计算线路平均雷击跳闸率，计算公式如下所示：
15、tr＝(tra+trb)/gt
16、
17、
18、式中，tr为平均跳闸率，单位：次/100(km·a)；tra和trb分别为反击跳闸率和绕击跳闸率，单位：次/100(km·a)；gt为全线杆塔数量；
19、ng为地闪密度，单位：次/(km2·a)；b为横担长度，单位：m；g为击杆率，取1/3；
20、ia为反击耐雷水平，单位：ka；ib绕击耐雷水平，单位：ka；ik为雷电流；反击耐雷水平计算时定义域为(ia，200ka)；绕击耐雷水平计算时为(ib，200ka)；
21、由于单位为m，地闪密度单位为次/(km2·a)，跳闸率单位为次/100(km·a)，可得经换算该公式前需乘0.1；雷电流幅值不会超过200ka，故取200ka为上限。
22、η为建弧率；p(ik)为雷电流幅值密度，如下式计算：
23、η＝(4.5e0.75-14)×10-2
24、
25、上述公式是从该规程中获得，gb/t50064-2014《交流电气装置的过电压保护与绝缘配合设计规范》；e为绝缘子串的平均运行电压(有效值)梯度，单位：kv/m；ik为给定的雷电流幅值。
26、yd为引雷宽度，其随着雷电流幅值变化，具体计算如下所示：
27、①.0＜i≤i0:
28、当电流小于等于i0时，导线的击距弧与避雷线击距弧的交点b到地面距离be小于避雷线高度l，i0为b点与q点处于同一平面时的电，此时由于电流足够小，大地击距直线cd与导线击距弧bc并无交点，因此无需考虑大地对导线的保护作用，反击宽度oe与绕击宽度ef计算公式如下：
29、oe＝rs
30、rs为临界击距；
31、
32、d为横担长度；
33、临界电流i0和临界击距rs0为：
34、
35、
36、p点为避雷线的高度；q点为导线的高度；α为保护角；
37、1.34、0.6、0.74这些系数均是由击距公式rs＝0.67h0.6i0.74和rs0推算获得，具体参考文献[3]:李长旭.输电线路防雷性能研究[d].东北电力大学，2008.
38、②.i0＜i≤i1:
39、当c点低于p点所在水平面或与之处于同一水平面，oe和ef的计算公式如下：
40、
41、ef＝rs·(1-cosβ1)
42、β1为bp与水平线的夹角；
43、临界条件为c点与p点处于同一水平线，此时的临界电流i1和临界击距rs1分别为：
44、
45、该公式是由击距公式rs＝0.67h0.6i0.74推得，具体参考文献[3]；
46、
47、雷电流在此取值范围内，大地击距与导线高度一致，因此h＝rg。
48、③.i1＜i≤i2：
49、c点位于p点所在水平面上方，但不高于b点或与b点处于同一水平面，此时oe和ef计算公式为：
50、
51、ef＝rs·(cosβ2-cosβ1)
52、β2为cp与水平线的夹角；
53、此时的临界情况为c点与b点重合，临界电流称为最大电流imax，最大电流下的击距称为最大击距rsmax，此时β1与β2相等，因此临界条件为：
54、β1-β2＝0；
55、临界击距rsmax的方程如下，由临界击距即可推出临界电流imax：
56、
57、
58、上式中，90为90度，0.67、0.6和0.74均是由击距公式rs＝0.67h0.6i0.7本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于MATLAB-ATP联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于MATLAB-ATP联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法，其特征在于：还包括步骤7：对比计算得到的方案费用，选择最优的防雷改造方案。
3.根据权利要求1所述基于MATLAB-ATP联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法，其特征在于：所述步骤1中，根据实际线路、杆塔参数和风偏数据，在MATLAB中根据ATP的底层程序搭建输电线路模型，计算线路的绕击和反击耐雷水平；
4.根据权利要求1所述基于MATLAB-ATP联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法，其特征在于：所述步骤2中，根据步骤1计算得到的绕击和反击耐雷水平，利用改进电气几何模型计算线路平均雷击跳闸率，计算公式如下所示：
5.根据权利要求1所述基于MATLAB-ATP联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法，其特征在于：所述步骤3中，判断线路是否需要改造，如果需要改造，读取上一次方案的线路信息；反之，结束程序。
6.根据权利要求1所述基于MATLAB
...【技术特征摘要】
1.基于matlab-atp联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于matlab-atp联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法，其特征在于：还包括步骤7：对比计算得到的方案费用，选择最优的防雷改造方案。
3.根据权利要求1所述基于matlab-atp联合仿真平台的输电线路防雷决策改造方法，其特征在于：所述步骤1中，根据实际线路、杆塔参数和风偏数据，在matlab中根据atp的底层程序搭建输电线路模型，计算线路的绕击和反击耐雷水平；
4.根据权利要求1所述基于matlab-atp联合仿真平台的输电线路防雷决策改造...
【专利技术属性】
技术研发人员：童璟，付兴海，张永胜，梁智，杜伟，李锋，刘明亮，严德全，
申请(专利权)人：青海送变电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。