一种同塔多回输电线路风险概率评估方法技术

本发明专利技术公开一种同塔多回输电线路风险概率评估方法，包括以下步骤：通过统计分析方法估算同塔多回路输电线路的各个外部风险值；通过组合方式建模，并结合统计分析方法估算同塔多回路输电线路的各个内部风险值；依据全概率公式，组合各个外部风险值、各个内部风险值，估算总体概率风险指标值。全面、完整的实现了对同塔多回输电线路风险概率评估方法，并通过全国和地方口径的输变电设施运行统计数据进行可靠性参数估计和合理性分析，模型理论严谨，参数合理，评估结果可信，为超高压电网推广同塔多回路技术提供概率风险评估方法，为超高压电网推广同塔多回路技术提供定量化的可靠性评估和工程辅助判据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于输电网可靠性评估
，特别涉及同塔多回路输电线路这种复杂的输电型式的风险概率评估方法。
技术介绍
随着城市化进程的不断推进，土地资源日趋紧张，可供输电线路走廊的用地日益减少，必须要提高单位线路走廊宽度的输电能力。随着负荷逐年攀升，城市电网改造不能停滞。受城市规划的影响，电网改造往往被局限在原有的走廊内，为提高输送容量，需提高电压等级，增加输送回路。在原有线路走廊内撤旧建新，升压或增加回路，只有通过同塔并架多回线路才能解决。同塔多回路架设就是在这种背景下应运而生。同塔多回输电技术是指在一条输电线路上并架多回线，从而压缩线路走廊占地并 提高其单位走廊输电能力的输电技术。采用同塔多回输电是解决输电走廊紧张、节省土地资源、提高输送容量的有效手段，特别适宜于在经济发达、人口稠密地区的推广应用，具有明显的经济效益和社会效益。目前，输电线路规划设计中，如“孟遂明，孔伟.架空输电线路设计.中国电力出版社，2007”；“毛晓桦.输电线路设计基础.中国水利电力出版社，2007”，对其故障模式主要考虑元件的独立故障。通过对线路、杆塔、绝缘子等诸多部件可靠性的分析，组合得到整个输电通道的可靠性水平。目前，这套统计分析方法已经形成了行业规范，在《输变电设施可靠性评价规程》(DL/T 837，2003)中得到系统的阐述，并形成了全国统一的运行可靠性统计分析方法。此外，还有大量关于恶劣气候导致输电工程故障的可靠性统计分析，如“胡毅.输电线路运行故障分析与防治.中国电力出版社，2007”，“王守礼，李家垣，李跋群.微地形微气象对送点线路的影响.中国电力出版社，1999”。但是，现有的输电工程可靠性理论方法都是如“郭永基.可靠性工程.清华大学出版社，2001”的一种基于元件故障独立的分离模型，即将各个部件故障模式分离开来建立模型，再应用交集的概念进行故障的组合。但是，同塔多回输电和常规单回输电方式相比，最突出的可靠性问题是共模失效的故障率会大大提高，多回路的故障模式应包括独立故障、老化失效、共因故障、重叠故障等几种。因此，单纯的组合建模不足以得到精确的同塔多回路的可靠性模型。另外，目前已经在运的500kV输电线路大部分都是单回路或者同塔双回路，多于双回的500kV同塔多回路尚不多见，因此，尽管有少量文献研究同塔双回路的可靠性模型，但对同塔多回路的可靠性理论模型及评估方法都尚未建立，也没有将理论模型和恶劣天气统计分析结合起来的全概率风险评估模型及评估方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为超高压电网推广同塔多回路技术提供概率风险评估方法，为我国超高压电网推广同塔多回路技术提供定量化的可靠性评估和工程辅助判据。提出了综合考虑外部气候环境因素和内部元件电气故障的同塔多回输电线路风险概率评估方法。本专利技术的技术方案为，包括以下步骤 1)分别估算同塔多回路输电线路的各个外部风险值及各个内部风险值；其中通过统计分析方法估算同塔多回路输电线路的各个外部风险值；通过组合方式建模，并结合统计分析方法估算同塔多回路输电线路的各个内部风险值； 2)依据全概率公式，组合各个外部风险值及各个内部风险值，估算总体概率风险指标值。其中依据全概率公式求出所有某一故障的故障率、故障修复时间等可靠性参数，进而计算某一故障的风险值；计算所有故障的风险值相加得到总体风险值。所述步骤I)估算同塔多回路输电线路的各个外部风险值包括以下情况 11)对同塔多回路输电线路所在地域的气象和环境调研分析，统计分析各种恶劣天气的发生概率、持续时间； 12)通过同塔多回路输电线路的事故统计结果，12)通过同塔多回路输电线路的事故统计结果，分析各种恶劣天气对输电线路运行可靠性的影响，估算其可靠性指标。所述恶劣天气包括风灾、冰雪、雷雨或鸟害；所述可靠性指标包括故障率，平均每次故障持续时间。所述步骤I)估算同塔多回路输电线路的各个内部风险值包括以下步骤 21)建立同塔多回输电线路元件可靠性模型，其中可靠性模型包括独立故障模型，多重故障模型，老化失效的元件故障模型，共因故障模型； 22)根据步骤21)的可靠性模型建立同塔多回输电线路元件组合的整体可靠性模型；获取各种故障的发生率及修复时间，继而计算各种统计分析所需的概率风险指标； 23)计算输电线路运行的统计分析参数；采用多口径数据统计比较分析方法，分别计算同塔多回输电线路及其相关关键部件的各类故障的发生率和修复时间，依据口径差异建立参数的预测区间值； 24)结合步骤22)、步骤23)所获得可靠性模型及输电线路运行的统计分析参数，计算内部风险值。其中步骤22)建立的整体可靠性模型是考虑步骤21)所述的几种模型，建立一种综合其模型特点的可靠性模型。更进一步的，步骤23)所述的相关关键部件绝缘子、架空地线、输电塔、导线。所述步骤2)还包括通过灵敏度分析，对元件故障率、计划检修率、雷击跳闸率的取值合理性进行分析。本专利技术的有益效果是全面、完整建立了同塔多回路输电工程的概率风险模型、指标体系和评估方法，并通过全国和广东两个口径的输变电设施运行统计数据进行可靠性参数估计和合理性分析，模型理论严谨，参数合理，评估结果可信，对我国超高压电网推广同塔多回路技术提供了科学的评价依据，对我国高压输电网的规划建设和健康发展具有积极的指导意义。附图说明图I为本专利技术所评估的500kV同塔四回输电工程的三横担直线塔结构示意图。具体实施例方式本专利技术提出的同塔多回输电线路风险概率评估方法，是依据全概率致因分析，将同塔多回输电线路工程的概率风险值分为外部风险值和内部风险值两个部分，分别采用不同的思路和方法进行建模和评估分析。外部风险值是根据对V同塔多回路输电线路所在地域的气象和环境调研分析，统计分析特别恶劣天气的发生概率、持续时间；以及根据全国同塔多回路输电线路的事故统计结果，分析大风、冰雪、雷雨、鸟害等外部环境对同塔多回路输电线路运行可靠性的影响，估算其可靠性指标。内部风险值是采用经典的分离模型组合方法，在本实施例中以同塔四回路的三横 担直线塔为例子，对导线、绝缘子、架空地线、输电塔等各个关键部件，充分考虑独立故障、共模故障、老化故障、计划检修等多种故障及停运模式，建立完整的可靠性组合模型，然后依据统计预测其可靠性参数从而计算内部风险值指标。本专利技术提出同塔多回输电线路风险概率评估方法按如下方式实施 I、通过统计分析方法建立并估算同塔多回路输电线路的各个外部风险值； 根据同塔多回路输电工程所在地域的气象及环境调研分析，统计分析极端恶劣天气发生概率及持续时间，并通过全国同塔双回线路的事故统计结果分析大风、冰雪、雷雨、鸟害对线路运行可靠性的影响来近似估算其可靠性指标。2、通过组合方式建模，并结合统计分析方法计算同塔多回路输电工程的内部风险值。利用全概率致因分析，通过理论建模和统计分析相结合的方法，综合考虑了同塔多回路输电工程的各个关键部件的多种故障类型的组合，建立全面的同塔多回路输电工程的内部风险模型，具体方法流程如下 21)线路可靠性模型 根据马尔科夫理论模型，对同塔多回路线路进行各种故障模式的理论建立，具体包括独立故障模型、多重故障模型、考虑老化失效的元件故障模型、共因故障模型。22)根据三横担直线塔结构特点，建立元件组合的整体可靠性模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同塔多回输电线路风险概率评估方法，其特征在于包括以下步骤：1）分别估算同塔多回路输电线路的各个外部风险值及各个内部风险值；其中通过统计分析方法估算同塔多回路输电线路的各个外部风险值；通过组合方式建模，并结合统计分析方法估算同塔多回路输电线路的各个内部风险值；2）依据全概率公式，组合各个外部风险值及各个内部风险值，估算总体概率风险指标值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾勇刚，金小明，姚文峰，陈建福，黄志伟，张东辉，钟杰峰，孙景强，冯晓东，余欣梅，鲁宗相，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，广东省电力设计研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：