CN105005871A - 一种电网覆冰灾害应急处置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电网覆冰灾害应急处置方法，包括获取若干个不同覆冰区域的电网覆冰程度及范围，分别进行电网覆冰灾害应急处置中人身安全损失评估、电网安全损失评估、设备安全损失评估、社会影响目标评估、物资成本评估和应急队伍人力成本评估，依据当前可用的电网冰灾处置物资储备和应急队伍数量，并根据电网覆冰灾害损失控制上限，设置电网覆冰灾害应急处置约束条件，以及按照应急处置数学模型计算得到电网覆冰灾害应急处置方案的步骤。该方法能够高效、快速获得电网覆冰灾害应急处置方案，可有效提高电网覆冰灾害处置效率和效益，对部署电网抗冰措施和保障电网运行可靠性有重要作用，且其思路清晰，操作方便，实用性强。

Description

一种电网覆冰灾害应急处置方法

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种电网覆冰灾害应急处置方法。

背景技术

冰灾是电网安全运行的重要威胁，2008年我国南方地区爆发大范围雨雪冰冻灾害，对电网造成严重破坏，极大影响人民正常生产生活供电。近年来，随着我国特高压输电线路的建成和投运，对电网冰灾防治提出了更高的要求。当电网冰灾发生时，传统的应急处置主要是依赖基于专家经验的人工处置方法，处置的科学性不强、效率不高，迫切需要建立科学合理的电网覆冰灾害应急处置理论与方法体系。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种电网覆冰灾害应急处置方法，能够高效、快速获得电网覆冰灾害应急处置方案，可有效提高电网覆冰灾害处置效率和效益，对部署电网抗冰措施和保障电网运行可靠性有重要作用，且其思路清晰，操作方便，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种电网覆冰灾害应急处置方法，包括以下步骤：

(1)通过电网覆冰现场观测站或者电网覆冰预测系统获取若干个不同覆冰区域的电网覆冰程度及范围；

(2)分别进行电网覆冰灾害应急处置中人身安全损失评估、电网安全损失评估、设备安全损失评估、社会影响目标评估、物资成本评估和应急队伍人力成本评估；其中，

依据式P＝{P_i|i＝1,2,…,n}进行人身安全损失评估，式中，P为各覆冰区域因电网覆冰灾害可能导致的人身安全损失，P_i为第i个覆冰区域的人身安全损失值；n为覆冰区域总数；

依据式G＝{G_i|i＝1,2,…,n}进行电网安全损失评估，式中，G为各覆冰区域因电网覆冰灾害可能导致的电网安全事故损失，G_i为第i个覆冰区域的电网安全损失值；n为覆冰区域总数；

依据式E＝{E_i|i＝1,2,…,n}进行设备安全损失评估，式中，E为各覆冰区域因电网覆冰灾害可能导致的设备损害损失，E_i为第i个覆冰区域的设备安全损失值；n为覆冰区域总数；

依据式S＝{S_i|i＝1,2,…,n}进行社会影响目标评估，式中，S为各覆冰区域因电网覆冰灾害产生的社会影响，S_i为第i个覆冰区域的社会影响造成的损失值；n为覆冰区域总数；

依据式C＝{C_i|i＝1,2,…,n}进行物资成本评估，式中，C为各覆冰区域电网覆冰灾害应急抢修所需的物资成本，C_i为第i个覆冰区域应急处置的物资成本；n为覆冰区域总数；

依据式H＝{H_i|i＝1,2,…,n}进行应急队伍人力成本评估，式中，H为各覆冰区域电网覆冰灾害应急抢修所需的应急队伍人力成本，H_i为第i个覆冰区域应急处置的应急队伍人力成本；n为覆冰区域总数；

(3)依据当前可用的电网冰灾处置物资储备和应急队伍数量，并根据电网覆冰灾害损失控制上限，设置电网覆冰灾害应急处置约束条件；

(4)根据步骤(3)的约束条件，按照应急处置数学模型计算得到电网覆冰灾害应急处置方案，应急处置数学模型如下：

Min Z＝f(w₁P,w₂G,w₃E,w₄S,w₅C,w₆H,R_i)

$\begin{array}{cc}S.T.& \underset{i=1}{\overset{6}{\Σ}}{w}_i=1\end{array}$

w_i≥0

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{R}_i\≤R_T$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{H}_i\≤H_T$

式中，Z为应急处置的总成本；w_i为各目标函数的属性权值；R_i为各覆冰区域可分配的电网冰灾防治物资数量；R_T为具备的所有电网冰灾防治物资储备数量；H_i为各覆冰区域分配的应急队伍数；H_T为所有的可用应急队伍数。

上述的电网覆冰灾害应急处置方法，优选的，所述步骤(1)中电网覆冰现场观测站包括人工观测站和自动在线观测站。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的电网覆冰灾害应急处置方法，综合考虑电网覆冰灾害应急处置中的人身安全、电网安全、设备安全、社会影响、物资成本和应急队伍人力成本多种要素，基于成本最小、损失最低为最优化目标，建立应急处置数学模型来计算得到最优的电网抗冰应急处置方案，从而为电网抗冰提供及时准确的技术指导，提高了应急处置的科学性。使用本发明的方法能够高效、快速获得电网覆冰灾害应急处置方案，可有效提高电网覆冰灾害处置效率和效益，对部署电网抗冰措施和保障电网运行可靠性有重要作用。本发明思路清晰，操作方便，实用性强。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种电网覆冰灾害应急处置方法，包括以下步骤：

(1)电网覆冰数据获取，通过电网覆冰现场观测站(人工观测站和自动在线观测站)获取若干个不同覆冰区域的电网覆冰程度及范围；以湖南省为例，假设某年冬季观测到省内多条线路出现覆冰，分别为：±800kV复奉线覆冰15mm，覆冰长度50km；±500kV江城线覆冰20mm，覆冰长度50km；220kV黔平线覆冰25mm，覆冰长度80km；35kV天虹线覆冰35mm，覆冰长度100km。

(2)分别进行电网覆冰灾害应急处置中人身安全损失评估、电网安全损失评估、设备安全损失评估、社会影响目标评估、物资成本评估和应急队伍人力成本评估；由于各种损失及成本评估的量纲不一致，计算时均转化为无量纲数值，其中，

依据式P＝{P_i|i＝1,2,…,n}进行人身安全损失评估，式中，P为各覆冰区域因电网覆冰灾害可能导致的人身安全损失，P_i为第i个覆冰区域的人身安全损失值；n为覆冰区域总数；通过历史数据统计分析得到：±800kV复奉线的覆冰可能导致的人身安全损失值为5；±500kV江城线的覆冰可能导致的人身安全损失值为3；220kV黔平线的覆冰可能导致的人身安全损失值为1.5；35kV天虹线的覆冰可能导致的人身安全损失值为0.5；

依据式G＝{G_i|i＝1,2,…,n}进行电网安全损失评估，式中，G为各覆冰区域因电网覆冰灾害可能导致的电网安全事故损失，G_i为第i个覆冰区域的电网安全损失值；n为覆冰区域总数；通过历史数据统计分析得到：±800kV复奉线的覆冰可能导致的电网安全损失为10；±500kV江城线的覆冰可能导致的电网安全损失为5；220kV黔平线的覆冰可能导致的电网安全损失为2；35kV天虹线的覆冰可能导致的电网安全损失为1；

依据式E＝{E_i|i＝1,2,…,n}进行设备安全损失评估，式中，E为各覆冰区域因电网覆冰灾害可能导致的设备损害损失，E_i为第i个覆冰区域的设备安全损失值；n为覆冰区域总数；通过历史数据统计分析得到：±800kV复奉线的覆冰可能导致的电网安全损失为10；±500kV江城线的覆冰可能导致的电网安全损失为5；220kV黔平线的覆冰可能导致的电网安全损失为2；35kV天虹线的覆冰可能导致的电网安全损失为1；

依据式S＝{S_i|i＝1,2,…,n}进行社会影响目标评估，式中，S为各覆冰区域因电网覆冰灾害产生的社会影响，S_i为第i个覆冰区域的社会影响造成的损失值；n为覆冰区域总数；通过历史数据统计分析得到：±800kV复奉线的覆冰可能导致的社会影响损失为10；±500kV江城线的覆冰可能导致的社会影响损失为5；220kV黔平线的覆冰可能导致的社会影响损失为2；35kV天虹线的覆冰可能导致的社会影响损失为1；

依据式C＝{C_i|i＝1,2,…,n}进行物资成本评估，式中，C为各覆冰区域电网覆冰灾害应急抢修所需的物资成本，C_i为第i个覆冰区域应急处置的物资成本；n为覆冰区域总数；通过历史数据统计分析得到：±800kV复奉线的覆冰所需的物资成本为5；±500kV江城线的覆冰所需的物资成本为3；220kV黔平线的覆冰所需的物资成本为1；35kV天虹线的覆冰所需的物资成本为0.5；

依据式H＝{H_i|i＝1,2,…,n}进行应急队伍人力成本评估，式中，H为各覆冰区域电网覆冰灾害应急抢修所需的应急队伍人力成本，H_i为第i个覆冰区域应急处置的应急队伍人力成本；n为覆冰区域总数；通过历史数据统计分析得到：±800kV复奉线的覆冰所需的应急队伍人力成本为2；±500kV江城线的覆冰所需的应急队伍人力成本为1；220kV黔平线的覆冰所需的应急队伍人力成本为1；35kV天虹线的覆冰所需的应急队伍人力成本为1；

(3)假设当年冬季物资储备为10，应急队伍数量为3，依据这些数据设置电网覆冰灾害应急处置约束条件；

(4)根据步骤(3)的约束条件，按照应急处置数学模型计算得到电网覆冰灾害应急处置方案，应急处置数学模型如下：

Min Z＝w₁P+w₂G+w₃E+w₄S+w₅C+w₆H

$\begin{array}{cc}S.T.& \underset{i=1}{\overset{6}{\Σ}}{w}_i=1\end{array}$

w_i≥0

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{R}_i\≤R_T$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{H}_i\≤H_T$

式中，Z为应急处置的总成本；w_i为各目标函数的属性权值；R_i为各覆冰区域可分配的电网冰灾防治物资数量；R_T为具备的所有电网冰灾防治物资储备数量；H_i为各覆冰区域分配的应急队伍数；H_T为所有的可用应急队伍数。其中，各目标函数的属性权值根据各目标的重要程度确定：w₁＝0.2，w₂＝0.3，w₃＝0.2，w₄＝0.1，w₅＝0.1，w₆＝0.1；电网冰灾防治物资储备数量和可用应急队伍数由步骤4确定：R_T＝10，H_T＝3；

通过求解，可得到最佳的应急处置方案为：2支应急队伍开展±800kV复奉线融冰，1支队伍开展±500kV江城线融冰，之后将完成融冰的队伍开展220kV黔平线融冰，最后将完成融冰的队伍开展35kV天虹线融冰。

实施例2：

一种电网覆冰灾害应急处置方法，包括以下步骤：

(1)电网覆冰数据获取，通过电网覆冰预测系统获取若干个不同覆冰区域的电网覆冰程度及范围；

步骤(2)～(4)同实施例1。

Claims (2)

1.一种电网覆冰灾害应急处置方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)通过电网覆冰现场观测站或者电网覆冰预测系统获取若干个不同覆冰区域的电网覆冰程度及范围；

(2)分别进行电网覆冰灾害应急处置中人身安全损失评估、电网安全损失评估、设备安全损失评估、社会影响目标评估、物资成本评估和应急队伍人力成本评估；其中，

依据式P＝{P_i|i＝1,2,…,n}进行人身安全损失评估，式中，P为各覆冰区域因电网覆冰灾害可能导致的人身安全损失，P_i为第i个覆冰区域的人身安全损失值；n为覆冰区域总数；

依据式G＝{G_i|i＝1,2,…,n}进行电网安全损失评估，式中，G为各覆冰区域因电网覆冰灾害可能导致的电网安全事故损失，G_i为第i个覆冰区域的电网安全损失值；n为覆冰区域总数；

依据式E＝{E_i|i＝1,2,…,n}进行设备安全损失评估，式中，E为各覆冰区域因电网覆冰灾害可能导致的设备损害损失，E_i为第i个覆冰区域的设备安全损失值；n为覆冰区域总数；

依据式S＝{S_i|i＝1,2,…,n}进行社会影响目标评估，式中，S为各覆冰区域因电网覆冰灾害产生的社会影响，S_i为第i个覆冰区域的社会影响造成的损失值；n为覆冰区域总数；

依据式C＝{C_i|i＝1,2,…,n}进行物资成本评估，式中，C为各覆冰区域电网覆冰灾害应急抢修所需的物资成本，C_i为第i个覆冰区域应急处置的物资成本；n为覆冰区域总数；

依据式H＝{H_i|i＝1,2,…,n}进行应急队伍人力成本评估，式中，H为各覆冰区域电网覆冰灾害应急抢修所需的应急队伍人力成本，H_i为第i个覆冰区域应急处置的应急队伍人力成本；n为覆冰区域总数；

(3)依据当前可用的电网冰灾处置物资储备和应急队伍数量，并根据电网覆冰灾害损失控制上限，设置电网覆冰灾害应急处置约束条件；

(4)根据步骤(3)的约束条件，按照应急处置数学模型计算得到电网覆冰灾害应急处置方案，应急处置数学模型如下：

MinZ＝f(w₁P,w₂G,w₃E,w₄S,w₅C,w₆H,R_i)

$\begin{array}{cc}S.T.& \underset{i=1}{\overset{6}{\Σ}}{w}_i=1\end{array}$

w_i≥0

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{R}_i\≤R_T$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{H}_i\≤H_T$

式中，Z为应急处置的总成本；w_i为各目标函数的属性权值；R_i为各覆冰区域可分配的电网冰灾防治物资数量；R_T为具备的所有电网冰灾防治物资储备数量；H_i为各覆冰区域分配的应急队伍数；H_T为所有的可用应急队伍数。

2.根据权利要求1所述的电网覆冰灾害应急处置方法，其特征在于：所述步骤(1)中电网覆冰现场观测站包括人工观测站和自动在线观测站。