一种区域电网线路雷击闪络风险评估方法技术

一种区域电网线路雷击闪络风险评估方法：通过计算各基杆塔耐雷水平并结合该地区的雷电流幅值概率分布函数来获得各杆塔的雷击跳闸率并推算出线路平均雷击跳闸率，然后结合自动重合闸失败率及手动强送电不成功率得到线路永久故障率，考虑线路在电网结构中的权重系数、线路在电网具体时间具体运行方式下永久性故障负荷损失系数、考虑其他影响因素的风险发生概率建立了区域输电网雷击闪络风险评估模型。本发明专利技术克服了雷击跳闸率的绝对数值不能真实反映各条线路的雷击灾害风险水平的不足，综合考虑电网内各线路走廊的雷电活动、地形地貌特征、线路结构和绝缘配置、防雷措施等差异性来评估线路各杆塔的雷击闪络风险水平，得到更加全面细致的评估结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种以雷电定位数据为基础的区域电网输电线路雷击闪络风险的评估方法。
技术介绍
目前针对电网输电线路雷击闪络风险评估的研究甚少，一般以雷击跳闸率作为评估指标，认为跳闸率高的线路即为雷击闪络 风险较高的线路。根据电网运行经验表明，虽然雷击引起的线路跳闸次数较多，但因自动重合闸装置较高的重合闸成功率，其占非计划停运比例要比其占跳闸比例低。主要原因为雷击跳闸为电力系统瞬时性故障，故障点绝缘恢复后一般都可自动重合闸成功，雷击跳闸转变为永久性故障的可能性较低。据国家电网公司2002-2008年的统计数据，220kV线路雷击重合闸成功率为86. 6%，500kV线路雷击重合闸成功率达到93. 0%。因此，仅以雷击跳闸率作为衡量电网雷击闪络风险的唯一评估指标是不妥的。雷击跳闸率是有效反映电网雷害风险来源的特征參数，但由于雷击跳闸未必造成中断供电等电カ系统永久性故障的严重后果，因此雷击跳闸率的绝对数值并不能真实反映各条线路的雷击灾害风险水平，输电网雷击闪络风险评估应考虑线路遭受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，才能得到更加全面细致的评估結果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，就是提供ー种综合考虑电网内各线路走廊的雷电活动、地形地貌特征、线路结构和绝缘配置、防雷措施等差异性更加全面细致的区域电网线路雷击闪络风险评估方法。解决上述技术问题，本专利技术采用的技术解决方案是ー种区域电网线路雷击闪络风险评估方法，包括以下步骤SI输入所述线路信息及所述区域的落雷情况线路信息包括线路的各级杆塔型号及海抜高度、绝缘子型号与串数、线路地形特点、杆塔接地电阻的大小；落雷情况包括每次雷击的时间、地点、雷电流幅值；S2计算所述线路各级杆塔的雷击跳闸率并对其进行加权平均计算，得到所述线路平均雷击跳闸率，具体包括以下子步骤S2-1通过雷电定位数据筛选统计出各级杆塔的落雷情况；输电线路走廊宽度按照0. 02°、径向取200-500m的ー个档距长度进行单档距网格划分，并依次对整条输电线路每两基杆塔之间连线进行编号，分别为1、2-20，统计每一档距输电线路走廊范围内雷击点雷电參数分布规律；线路地闪密度可由雷电定位系统监测到的输电线路受雷范围内的落雷次数除以受雷线路长度得到；输电线路地闪密度定义为单位长度输电线路受雷次数，即N1 = =20)(I)式⑴中入为线路地闪密度(次/m*a)，Ni为第i统计段输电线路受雷范围内的落雷次数(次/a)，I为第i统计段输电线路档距(m)；S2-2结合各级杆塔的结构參数与地形地貌參数选用合理的耐雷水平计算模型计算出各级杆塔的反击耐雷水平及绕击耐雷水平反击耐雷水平计算采用规程 法计算，绕击耐雷水平采用EGM电气几何法计算；S2-3计算得到的各级杆塔耐雷水平结合该地区的雷电流幅值概率分布函数按规程法计算各级杆塔的雷击跳闸率NI ;再通过对各级杆塔的雷击跳闸率进行加权平均计算，得到该线路平均雷击跳闸率PL，如公式(2) n M +が2 + ...+ MOOP1 =-- n (2)NI, N2…NlOO :表不I号，2号…100号杆塔，n :表不杆塔的数目；S3将步骤S2得到的线路平均雷击跳闸率结合线路遭受雷击跳闸自动重合闸不成功率及手动强送不成功率，计算线路永久故障率匕和线路永久故障率相对风险值匕’;Pf线路雷击跳闸率NX自动重合闸失败率PaX手动强送电失败率Ph (3)其中具体线路的PA、Ph由运行经验给出；线路永久故障率相对风险值Pノ计算公式为 线路雷-ft-f跳闸率iV、Pl = ________________________________Xp 动東合闸失畋率/^X 手动强送电失畋率Ph (4)； 规程规足窗击跳闸率NiS4通过复杂网络理论计算线路在输电网结构中的权重系数判定线路在电网结构中的重要程度，包括以下子步骤S4-1将电网简化为拓扑模型，具体原则为⑤只考虑220kV及以上高压线路，不考虑配电网和发电厂、变电站的主接线结构；⑥节点均为无差别节点，不考虑大地零点；⑦所有边均为无向赋权边，不考虑输电线其他特性參数和电压等级的不同；⑧合并同杆并架输电线，不计并联电容支路，使模型成为简单图。S4-2采用拓扑图中权重计算公式(5)计算各边的权重，’具体线路具体时间段永久性故障损失负荷MW(C、W2 =-X社会彭(Wlil糸恒iVi (5) IOOMW其中永久性故障损失负荷可通过分析该时段的具体运行方式来获得，社会影响因素值则通过查表I确定；表I社会影响因素取值 类型一般时期特殊时期保供 ニ级保供电一级保供电特级保供电电取值 I1.21.41.62S5考虑所述线路雷击风险相关的现场施工因素、控制措施因素、天气影响因素、设备类型因素、故障类别因素、历史统计因素、设备缺陷因素和检修时间因素，计算得到风险概率发生值； 8P RO = Y] KiI=I其中=K1为现场施工因素值，K2 为控制措施因素值，K3为天气影响因素值，K4为设备类型因素值，K5为故障类别因素值，K6为历史统计因素值，K7为设备缺陷因素值，K8为检修时间因素值；各影响因素Ki的參考值可由该地区《电网安全风险量化评估方法(试行)》来给定;S6计算线路遭受雷击跳闸时对电网的安全运行风险值Re和区域输电网线路雷击闪络相对风险Re’ Rc=PlXWi ,-XW2XPeo (Rc 计量单位为 MW/100km a) (6)Re’ =Pl' XwijjXw2' XPeo (Rc ;为无纲量值)(7)。所述的线路遭受雷击跳闸具备以下两个条件才成立a)雷电流幅值必须超过线路的耐雷水平，能使绝缘子串发生闪络；b)绝缘子串和空气间隙在冲击闪络之后，必须继而转化为稳定的エ频电弧。本专利技术通过计算各基杆塔耐雷水平并结合该地区的雷电流幅值概率分布函数来获得各杆塔的雷击跳闸率并推算出线路平均雷击跳闸率。然后结合自动重合闸失败率及手动强送电不成功率得到线路永久故障率，以线路永久故障率作为研究因子考虑线路在电网结构中的权重系数、线路在电网具体时间具体运行方式下永久性故障负荷损失系数、综合考虑其他影响因素的风险发生概率建立了区域输电网雷击闪络风险评估模型。本专利技术的优点是克服了雷击跳闸率的绝对数值不能真实反映各条线路的雷击灾害风险水平的不足，综合考虑电网内各线路走廊的雷电活动、地形地貌特征、线路结构和绝缘配置、防雷措施等差异性来评估线路各杆塔的雷击闪络风险水平，得到更加全面细致的评估結果。附图说明图I、线路永久故障率模型结构图；图2、输电线路单档距受雷范围示意图；图3、输电线路走廊法示意图；图4、综合考虑各影响因子的风险发生概率值结构图；图5、区域输电网雷击闪络风险评估模型结构图。具体实施例方式本专利技术的区域电网线路雷击闪络风险评估方法实施例，包括以下步骤SI输入线路信息及该区域的落雷情况给定需要进行雷电风险评估的输电线路信息，包括线路的各级杆塔型号及海抜高度、绝缘子型号与串数、线路地形特点、杆塔接地电阻的大小；给定该区域的落雷情況，即每次雷击的时间、地点、雷电流幅值等雷电參数；雷电參数统计的数据来源为雷电定位系统，目前雷电定位系统十分完善，可以提供较为准确的雷电參数；S2计算所述线路各级杆塔的雷击跳闸率并对其进行加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域电网线路雷击闪络风险评估方法，包括以下步骤：S1输入所述线路信息及所述区域的落雷情况线路信息包括：线路的各级杆塔型号及海拔高度、绝缘子型号与串数、线路地形特点、杆塔接地电阻的大小；落雷情况包括：每次雷击的时间、地点、雷电流幅值；S2计算所述线路各级杆塔的雷击跳闸率并对其进行加权平均计算，得到所述线路平均雷击跳闸率；S3将步骤S2得到的线路平均雷击跳闸率结合线路遭受雷击跳闸自动重合闸不成功率及手动强送不成功率，计算线路永久故障率PL和线路永久故障率相对风险值PL＇；PL=线路雷击跳闸率N×自动重合闸失败率PA×手动强送电失败率PH（3）其中具体线路的PA、PH由运行经验给出；线路永久故障率相对风险值PL＇计算公式为：S4通过复杂网络理论计算线路在输电网结构中的权重系数判定线路在电网结构中的重要程度；S5考虑所述线路雷击风险相关的现场施工因素、控制措施因素、天气影响因素、设备类型因素、故障类别因素、历史统计因素、设备缺陷因素和检修时间因素，计算得到风险概率发生值；PRO=Πi=18Ki其中：K1为现场施工因素值，K2为控制措施因素值，K3为天气影响因素值，K4为设备类型因素值，K5为故障类别因素值，K6为历史统计因素值，K7为设备缺陷因素值，K8为检修时间因素值；各影响因素Ki的参考值可由该地区《电网安全风险量化评估方法（试行）》来给定；S6计算线路遭受雷击跳闸时对电网的安全运行风险值Rc和区域输电网线路雷击闪络相对风险Rc“：Rc＝PL×wi，j×W2×PRO（Rc计量单位为MW/100km·a）（6）Rc“=PL＇×wi，j×w2“×PRO（Rc“为无纲量值）（7）。FDA00001980220400011.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锡阳，张弦，王伟然，禤培正，陈浩平，许彬，刘刚，
申请(专利权)人：广东电网公司东莞供电局，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：