电网雷害风险评估方法技术

本发明专利技术涉及电网雷害风险评估方法，其采用需要进行评估的各条线路信息，通过计算机仿真计算得到各条线路的雷击跳闸率、雷击重合闸成功、重合失败但强送成功、重合失败且强送失败这三部分的概率值，并在此基础上采用计算机建立电网雷害分布自动评估系统，针对不同线路雷击跳闸后对电网供电和输电设备造成的损失进行量化评估，获得电网内多条线路的雷害风险评估结果。优点是，对电网内各线路的雷害风险评估基于电网雷害风险评估模型进行，以雷击跳闸率为基础，考虑雷击跳闸后对电网运行、输电设备造成的一系列损失进行综合评估，获得对电网内各线路雷害风险的评估结果，由于对多种因素的影响给以充分考虑，使得电网雷害风险评估结果真实可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网防雷
，特别是，其适用于电力系统中的高压电网、超高压电网及特高压电网的雷害风险评估。
技术介绍
雷击灾害是十大自然灾害之一。长期以来，雷击故障一直是困扰电网安全供电的一个难题。近年来，随着我国电力系统快速发展，供用电系统的容量越来越大，网架越来越密，电压等级越来越高，输电线路的杆塔越来越高，与此同时面临的新情况新问题是，停电事故发生的机率相应增加，尤其是雷击所引起的线路停电事故日益增多，超高压电网的雷击事故也呈加剧之势。申请人根据收集到的有关电网雷害发生的信息经过分析研究后认为，随着电网系统容量的迅速增大，一旦遭受雷击引发事故，若处理不当很容易造成系统不稳定，情况严重时，会导致电网发生崩溃解裂，形成大面积停电的巨大恶性电网事故，给社会和人民带来难以估量的损失和后果。因此，为避免雷害造成的损失，必须对雷击所引起的线路停电事故进行有效的预防。当前，围绕着雷击前如何预防和尽量减小雷击损害，已成为电网安全运行必须考虑的重点问题，如何解决这个重点问题，据申请人所知，业内专业技术人员在这方面进行了一些有益的探索和研究，寻找对高压输电线路实施防雷保护的有效方法，就现时的高压输电线路的防雷保护情况而言，迫切需要一种能表示出电网雷害分布的、 能指导高压输电线路“有的放矢”实施防雷保护的方法。申请人认为，能指导高压输电线路 “有的放矢”实施防雷保护的方法，首先要解决的是如何对电网雷害风险进行正确而有效地评估这个问题。通常，对电网雷害风险进行评估，有关雷害的一些重要信息和技术参数是进行评估的依据，如雷电活动情况、雷击跳间率，电网线路结构、绝缘配置和防雷措施等。现在某些针对电网雷害风险进行评估的方法，对雷击跳闸率的关注度高，将其作为衡量电网雷害风险的指标，甚至是唯一指标。申请人在研究中发现，根据电网运行经验，虽然雷击引起的线路跳闸次数所占比例较高，但由于重合闸成功率较高，导致所占非计划停运比例比所占跳闸比例低。因此，将雷击跳闸率作为衡量电网雷害风险的唯一指标是不完全的。雷击跳闸率是能够有效反映电网雷害风险来源的特征参数，但由于雷击跳闸未必会造成中断供电等电力系统永久性故障的严重后果，因此将其直接作为风险评估指标并不准确。电网雷害风险评估需要综合考虑各条线路走廊的雷电活动情况、地形地貌特征、线路结构和绝缘配置、 防雷措施等差异性评估雷击跳闸风险，并在此基础上系统的将雷击跳闸风险和电网运行的安全性、稳定性和损失性联系起来考虑，依据祥实的信息资料经过分析和研究来评估各条线路的雷害风险。据申请人所知，现有的针对有中国专利文献公开的《电网雷害分布确定方法》(申请号200810047398. 9)，其主要特征在于，根据电网绝缘结构，即电网电压等级、输电线路构架、地形因素，将能引起输电线路绝缘子串发生闪络的危险雷电流幅值范围值作为判据，此判据分为反击危险电流和绕击危险电流判据，统计每个网格中雷电的电流幅值特性，剔除判据之外的数据，获得电网反击雷害分布和电网绕击雷害分布。该方法存在的不足之处是，只获取了可能引起线路跳闸的危险雷电流分布，而未将雷击跳闸与电网运行的安全性、稳定性和损失性联系起来考虑。中国专利文献公开的《基于雷电参数统计的输电线路防雷性能评估方法》(申请号200810048399. 5)，其包括以下步骤(1)给定需要进行防雷性能评估的输电线路信息； (2)对给定输电线路进行指定时间段内的地闪密度、雷电流幅值概率分布统计；(3)计算以杆塔进行分段的输电线路各区段在指定时间段内的雷击跳闸率；(4)依据线路雷击跳闸率的设计值、规定值或运行经验值设定参考值，根据(3)的结果对输电线路防雷性能在时空上的差异性进行评估。该方法虽考虑了雷电活动、地形地貌、杆塔结构和绝缘配置的差异性对于线路防雷性能的影响，也能够较好地评估线路的雷击跳闸风险，但存在的不足之处是， 未考虑雷击跳闸后续过程对电网造成的风险。申请人:在如何有效预防电网雷害风险的研究中发现，影响电网雷害风险的主要因素应包括雷击跳间率、雷击重合间率、手动强送成功率、供电可靠性、设备损害性、线路运行时间和线路重要性等级。目前，通常采用的做法是，仅以雷击跳闸率作为评估电网雷害风险的指标，认为雷击跳闸率较高的线路，其雷害风险也相应较高。申请人认为，由于雷击跳闸为电力系统中的瞬时性故障，在发生雷击，出现跳闸现象后，通常碰到的情况是，雷击重合闸成功率较高，雷击跳间转变为永久性故障的可能性较低，在重合间成功情况下因雷击跳闸造成的雷害损失并不十分严重。因此，将雷击跳闸率作为唯一衡量电网雷害风险的指标是不完全的，需要考虑雷击跳闸后对电网运行、输变电设备造成的一系列损失进行综合评估，从而得到更加全面细致的电网雷害风险评估结果。电网雷害风险评估应该探索和研究一种以计算机及信息系统为平台的自动化评估技术。该技术应该能够综合考虑各条线路走廊的雷电活动情况、地形地貌特征、线路结构和绝缘配置、防雷措施等差异性评估雷击跳闸风险，并在此基础上细致考虑雷击重合闸率、手动强送成功率、供电可靠性、设备损害性、线路运行时间和线路重要性等级等主要因素对电网雷害风险的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有技术存在的问题，尤其是现有的电网雷害风险评估中的不足，进行研究和改进，提出。具体的说，本专利技术是一种生成电网雷害分布的计算机自动评估技术，能够综合考虑雷击跳间率及雷击跳间后续过程对电网运行和输变电设备可能造成的影响，适用于对电网内多条线路的雷害风险评估。本专利技术的技术解决方案是采用电网内各条线路基本信息、线路雷电活动特征、线路地理信息、线路结构特征、线路绝缘特征，进行雷害风险评估，其特征在于，通过计算机仿真计算得到各条线路的雷击跳间率，雷击重合间成功、重合失败但强送成功、重合失败且强送失败这三部分的概率值；运用电网雷害风险评估模型，采用计算机建立电网雷害分布自动评估系统，针对不同线路雷击跳间后对电网供电和输电设备造成的损失进行量化评估， 获得电网内多条线路的雷害风险评估数据；根据电网雷害分布自动评估系统计算得到能够初步反映各条线路风险高低的电网雷害风险评估初值；考虑雷电活动随机性，引入电网实际雷击故障数据，采用电网雷害分布自动评估系统再次评估并校核风险评估初值；再以风险评估初值经过实际运行数据校核，将经过校核后的评估结果作为电网雷害风险评估结果，其基本步骤如下(1)综合确定电网内各条线路的雷电活动特征、线路地理信息、线路结构特征、线路绝缘特征，采用计算机进行防雷仿真计算得到各条线路的雷击跳闸率；(2)根据各条线路的雷击跳闸率、雷击重合闸成功率和手动强送成功率，通过计算机程序计算得到各条线路雷击重合间成功、重合失败但强送成功、重合失败且强送失败这三部分的概率值；(3)采用计算机建立电网雷害分布自动评估系统，针对不同线路雷击跳闸后对电网供电和输电设备造成的损失进行量化评估，采用计算机建立层次结构模型，运用层次结构模型的计算程序，该层次结构模型的计算程序能够根据风险类别自动选择相应的评价准则；其中，雷击重合闸成功的风险只需考虑线路重要性等级、线路运行时间和设备损害性的影响，而重合失败下的两部分风险都需考虑供电可靠性、线路重要性等级、线路运行时间和设备损害性的共同影响；(4)将评估参数输入层次结构模型的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家宏，赵淳，谷山强，王剑，李雨，李晓岚，童雪芳，冯万兴，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，国网电力科学研究院，华北电力科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：