CN104392327A - 一种输电线路典型灾害因素评估方法 - Google Patents
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Abstract
一种输电线路典型灾害因素评估方法，所述典型灾害包括雷、风、冰、舞动灾害，其特征在于包括以下步骤：(1)收集输电线路台账、输电线路典型灾害分布图、雷电定位系统数据、灾害日的气象数据；(2)根据典型灾害分布图数据，采用GIS空间相交法计算输电线路每基杆塔所对应的典型灾害等级；(3)计算线路每基杆塔灾害评估指标；(4)采用对比分析法进行线路评估；本发明具有下列优点和积极效果：1、基于典型灾害分布图的评估方法，能准确地反映输电线路发生灾害的灾害等级；2、采用矢量电子地图结合典型灾害分布图，准确反应灾害发生地点，增强实用性；3、具有标准化评估流程，便于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及电网防灾减灾技术领域，具体是指一种基于多维度数据的输电线路典型灾害因素评估方法。
背景技术
近年来，输电线路受雷、风、冰、舞动等典型自然灾害影响明显增多，导致线路频繁跳闸甚至断线倒塔事故，造成大面积的停电，影响电网安全稳定运行。因此，防止典型灾害的发生已成为目前输电线路急需解决的关键性问题，而如何评估典型灾害对输电线路影响的程度，成为解决问题首要考虑的因素。评估典型灾害对输电线路影响的程度是提高电网抵御典型灾害事故能力的重要组成部分，可以为输电线路防灾减灾提供参考，为运行和管理部门提供有效依据。目前，主要采用基于运行巡视信息简易评估法对输电线路进行评估，由于线路设备状态特征和机械性能的信息量大，对于设备的分析和评估工作量也很大，并且评估结果的准确性也不是很高，无法真实准确地反应输电线路的实际状态。授权公告号为CN101315400B、名称为“基于雷电参数统计的输电线路防雷性能评估方法”以及授权公告号为CN102411105B等文件公开了基于雷电各统计参数的防雷性能评估方法；授权公告号为CN102033982B、名称为“基于模糊逻辑的覆冰输电线路状态评估方法”的专利公开了基于各种冰害参数的模糊逻辑评估方法；授权公告号为CN102867110A、名称为“一种输电线路杆塔基石边坡暴雨灾害风险评估方法”则公开了杆塔基石边坡暴雨灾害风险评估方法。以上专利只是公开了单一灾害对输电线路不利影响的风险评估方法。公布号CN103020871A、名称为“一种电力输电线路地理信息系统和灾害地理信息系统”的专利申请只是提出了地理及灾害的信息系统，并没有公开如何评估灾害风险的方法；公布号CN103455708A、名称为“基于卫星及气象信息的输电线路灾害检测与风险评估平台”提出的评估平台可对山火、恶劣气候或地质灾害对输电线路的危害进行检测与评估。但该申请专利要求实现的条件较高，需要完善系统的卫星及气象信息，其重点还在于对所发生的灾害进行实时监测，且对于风险的评估偏于发生灾害后的损害评估。
发明内容
本发明提供一种基于多维度数据的输电线路典型灾害因素评估方法，评估典型灾害因素可能对输电线路影响的程度，用以提高电网抵御典型灾害事故能力，为输电线路防灾减灾提供参考。
本发明所涉及的典型灾害包括雷、风、冰、舞动灾害。具体包括以下步骤：
(1)收集输电线路台账、输电线路典型灾害分布图、雷电定位系统数据、灾害日的气象数据；
(2)根据典型灾害分布图数据，采用GIS(地理信息系统软件)空间相交法计算输电线路每基杆塔所对应的典型灾害等级；
(3)计算线路每基杆塔灾害评估指标；
(4)采用对比分析法进行线路评估；
所述步骤(1)中，输电线路典型灾害分布图包括地闪密度分布图、雷害风险分布图、风区分布图、冰区分布图、舞动区域分布图；雷电定位系统数据包括：时间、地点、雷电流幅值、雷电流放电时间、冲击过电压等参数；灾害日的气象数据包括：温度、湿度、风速、风向诸参数；
所述步骤(3)中，计算线路每基杆塔灾害评估指标的参考依据是：风灾杆塔的实际风速参考《风区分级标准和风区分布图绘制规则》中的风区分级标准来确定；冰灾杆塔的实际覆冰厚度参考《冰区分级标准和冰区分布图绘制规则》中的冰区分级标准来确定；雷击灾害杆塔的雷电流幅值取杆塔最近落雷点的雷电流幅值；舞动灾害中杆塔所处的舞动等级参考《舞动区域分级标准和舞动分布图绘制规则》中的舞动等级来确定。
所述步骤(3)中，对于风、冰灾害，根据杆塔典型灾害等级得出杆塔所在位置实际风速、实际覆冰厚度；对于雷击灾害，获得杆塔雷击灾害实际雷电流幅值；对于舞动灾害，计算线路走向与风向夹角。
所述步骤(4)中，对于风、冰灾害，将杆塔所在位置的实际风速、实际覆冰厚度同杆塔设计风速、设计覆冰厚度对比分析；对于雷击灾害，将杆塔雷击实际雷电流幅值与杆塔耐雷水平对比分析，对于舞动灾害，先判断线路走向与风向夹角，再判断线路所在位置的舞动等级以及线路杆塔是否有间隔棒，进行输电线路评估。
所述步骤(4)中，杆塔耐雷水平计算分为饶击耐雷水平和反击耐雷水平，反击耐雷水平计算采用规则法，绕击耐雷水平计算采用改进电气几何模型(EGM)及Whitehead所推荐的击距公式(Whitehead为美国人E.R.Whitehead，创立了包括击距公式的电气几何模型理论)计算。
本发明具有下列优点和积极效果：
1、基于典型灾害分布图的评估方法，能准确地反映输电线路发生灾害的灾害等级；2、采用矢量电子地图结合典型灾害分布图，准确反应灾害发生地点，增强实用性；3、具有标准化评估流程，便于推广应用。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为实施例1的中地闪密度分布图；
图3实施例1的中雷害分布图；
图4实施例1的中风区分布图；
图5实施例1的中冰区分布图；
图6实施例1的中舞动分布图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
一种输电线路典型灾害因素评估方法，具体包括以下步骤：
(1)收集输电线路台账、输电线路典型灾害分布图、雷电定位系统数据、灾害日的气象数据；
(2)根据典型灾害分布图数据，采用GIS空间相交法计算输电线路每基杆塔所对应的典型灾害等级；
(3)计算线路每基杆塔灾害评估指标；
(4)采用对比分析法进行线路评估；
输电线路典型灾害因素评估分为数据收集、分析计算线路每基杆塔评估指标、采用对比分析法进行线路评估。
1、数据收集
所需的数据包括输电线路台账数据、输电线路典型灾害分布图、雷电定位系统数据、灾害日的气象数据。
1.1输电线路台账
输电线路台账数据包括线路防雷台账数据、线路防冰台账数据、线路防风台账数据、线路防舞台账数据。
表1 线路防雷台账数据表
表2 线路防冰台账数据表
表3 线路防风台账数据表
| 杆塔编号 | 设计风速 | 改造风速 | 投运时间 | 设计单位 |
| 38868 | 25 | 27 | ||
| 38886 | 27 | 29 | ||
| 38890 | 29 | 31 |
表4 线路防舞台账数据表
| 杆塔编号 | 间隔棒 | 导线股数 | 设计单位 |
| 32368 | 有 | 2 | |
| 32386 | 无 | 4 | |
| 32390 | 有 | 6 |
1.2输电线路典型灾害分布图
输电线路典型灾害分布图包括地闪密度分布图(图2)、雷害风险分布图(图3)、风区分布图(图4)、冰区分布图(图5)、舞动区域分布图(图6)，格式是Shapefile。
1.3雷电定位系统数据
雷电定位系统数据包括：时间、地点、雷电流幅值、雷电流放电时间、冲击过电压等参数。
1.4灾害日的气象数据
灾害日的气象数据包括温度、湿度、风速、风向等参数。
2、分析计算线路每基杆塔评估指标。
2.1加载线路杆塔数据
在ArcMap软件中，将线路所在的杆塔数据转换成杆塔点图层。
2.2计算线路每基杆塔灾害等级
在ArcMap加入典型灾害分布图数据，采用ArcGIS的叠加相交分析，得出线路每基杆塔所处的典型灾害等级
2.3计算线路每基杆塔灾害评估指标
雷击灾害，获得雷击雷电流幅值；风灾害，依据《风区分级标准和风区分布图绘制规则》中的风区分级标准，得到每基杆塔所在位置的实际风速；覆冰灾害，依据《冰区分级标准和冰区分布图绘制规则》中的冰区分级标准，得到每基杆塔所在位置的实际覆冰厚度；舞动灾害，获得线路所在位置的风向，并计算线路走向与风向的夹角。
3、采用对比分析进行线路评估
雷击灾害，对比输电线路防雷台账信息，检查每基杆塔算法含有避雷器，同时将线路每基杆塔耐雷水平的绝对值与雷击雷电流幅值绝对值相比较。如果每基杆塔有避雷器且每基杆塔耐雷水平的绝对值大于雷击雷电流幅值绝对值，则认为线路防雷合理；反之，则不合理。
风灾害，对比输电线路防风台账信息，将线路每基杆塔的设计风速与实际风速相比较。如果线路每基杆塔的设计风速均大于实际风速，则认为线路防风合理；反之，则不合理。
冰灾害，对比输电线路防冰台账信息，将线路每基杆塔的设计覆冰厚度与实际覆冰厚度相比较。如果线路每基杆塔的设计覆冰厚度均大于实际覆冰厚度，则认为线路防冰合理；反之，则不合理。
舞动灾害，如果线路走向与风向夹角大于45°，则认为线路防舞不合理；如果线路走向与风向夹角小于45°,再对比输电线路防舞台账信息，如果线路所在位置处于舞动2级以上(包括舞动2级)，并且线路杆塔没有间隔棒，则认为线路防舞不合理。
Claims (1)
1.一种输电线路典型灾害因素评估方法，所述典型灾害包括雷、风、冰、舞动灾害，其特征在于包括以下步骤：
(1)收集输电线路台账、输电线路典型灾害分布图、雷电定位系统数据、灾害日的气象数据；
(2)根据典型灾害分布图数据，采用GIS空间相交法计算输电线路每基杆塔所对应的典型灾害等级；
(3)计算线路每基杆塔灾害评估指标；
(4)采用对比分析法进行线路评估；
所述步骤(1)中，输电线路典型灾害分布图包括地闪密度分布图、雷害风险分布图、风区分布图、冰区分布图、舞动区域分布图；雷电定位系统数据包括：时间、地点、雷电流幅值、雷电流放电时间、冲击过电压等参数；灾害日的气象数据包括：温度、湿度、风速、风向诸参数；
所述步骤(3)中，计算线路每基杆塔灾害评估指标的参考依据是：风灾杆塔的实际风速参考《风区分级标准和风区分布图绘制规则》中的风区分级标准来确定；冰灾杆塔的实际覆冰厚度参考《冰区分级标准和冰区分布图绘制规则》中的冰区分级标准来确定；雷击灾害杆塔的雷电流幅值取杆塔最近落雷点的雷电流幅值；舞动灾害中杆塔所处的舞动等级参考《舞动区域分级标准和舞动分布图绘制规则》中的舞动等级来确定。
所述步骤(3)中，对于风、冰灾害，根据杆塔典型灾害等级得出杆塔所在位置实际风速、实际覆冰厚度；对于雷击灾害，获得杆塔雷击灾害实际雷电流幅值；对于舞动灾害，计算线路走向与风向夹角。
所述步骤(4)中，对于风、冰灾害，将杆塔所在位置的实际风速、实际覆冰厚度同杆塔设计风速、设计覆冰厚度对比分析；对于雷击灾害，将杆塔雷击实际雷电流幅值与杆塔耐雷水平对比分析，对于舞动灾害，先判断线路走向与风向夹角，再判断线路所在位置的舞动等级以及线路杆塔是否有间隔棒，进行输电线路评估。
所述步骤(4)中，杆塔耐雷水平计算分为饶击耐雷水平和反击耐雷水平，反击耐雷水平计算采用规则法，绕击耐雷水平计算采用改进电气几何模型及Whitehead所推荐的击距公式计算。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150304 |