CN107370146A - 一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，先建立计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏角计算模型；输电线路对酒杯型直线塔的放电距离；统计历史风预报信息，对比历史风预报信息与历史同期实际风力等级，计算预报风速的偏弱率、准确率、偏强率和预报风向的逆时针偏差率、准确率、顺时针偏差率，建立计及风随机性影响的预报风速和预报风向的概率分布模型；再计算直线塔输电线路风偏放电概率。本发明所提酒杯型直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，在获取风预报信息后在线预测酒杯型直线塔输电线路风偏放电概率，有助于电网运行和调度部门提前感知线路运行风险，做好针对性的降风险运行措施。
Description
技术领域
本发明涉及一种预测输电线路风偏放电概率的输电线路运行可靠性技术领域，具体指一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，属于电力系统防灾减灾领域。
背景技术
在气候变化的大背景下，一些区域性的极端天气、气候事件的强度和发生频率有增强趋势，特别是极端风灾和冰灾。国际大电网会议（CIGRE）SCB2.54工作组的报告指出恶劣天气事件导致的线路结构和电气失效，是影响架空输电线路安全的最主要原因。随着气象科学和计算机技术的发展，气象实况监测、气象雷达探测、卫星遥感等方面取得长足进步，通过模式输出、集合预报输出的数值天气预报，在短期(24~72 h)、特别是临近(0~2 h)的预报准确度方面大幅提升。因此充分利用精细化的气象预报信息，对可能发生的电网故障进行预测预警，对提高电网运行可靠性水平具有重要意义。
电网遭受风灾除了断线倒塔这类恶性事故外，较多的是风偏放电引起的跳闸。风偏放电是指在强风或飑线风的作用下，绝缘子串向杆塔方向倾斜，减小了导线与杆塔的空气间隙，当间隙距离不能满足绝缘强度要求时就会发生放电，造成线路跳闸。
风受地形影响较大，变化随机性较强，在使用风预报信息进行最小放电距离校核计算时，如果直接用预报风向的中心角度和预报风力等级的最大值风速，则忽视了风预报准确性以及风速和风向波动变化的影响，得到的计算结果将偏离实际，特别是预报的风力等级接近设计风速时，用预报风速和设计风速比较，或者用预测最小放电距离跟允许的最小安全空气间隙比较，得出发生或不发生风偏放电的确定性判断并不准确。
发明内容
针对现有用输电线路风偏放电率在线预警存在不准确的问题，本方法能够合理有效更加准确地实现用计及风随机性影响下酒杯型直线塔输电线路风偏放电概率进行预报的方法，有助于电网运行和调度部门提前感知线路运行风险，做好针对性的降风险运行措施。
本发明所述提高计及风随机影响下输电线路风偏放电概率预报准确度的方法：
一、先建立计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏角计算模型，具体包括以下内容：
1、酒杯型直线塔在强风或飑线风的作用下，绝缘子串向杆塔方向倾斜，减小了导线与杆塔的空气间隙，当间隙距离不能满足绝缘强度要求时就会发生放电。为便于在线校核，工程上通常假设导线单位长度上的荷载沿档距均匀分布，悬垂绝缘子串采用刚体直杆模型，对绝缘子串风偏状态进行受力分析，非分裂导线经分析可得：
(1)
式中，G H 为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；G V 为绝缘子串自身的重力荷载(N)；W H 和W V 分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；W z为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具）。
根据上述内容可求得非分裂导线绝缘子串风偏角θ 0
(2)
2、实际的架空线路分为分裂式和非分裂式导线的情况，考虑到导线的分裂结构将影响风偏角的计算精度，因此需要分别建立不同分裂导线的绝缘子串风偏角计算模型，受力分析方法与非分裂导线相似，所述分裂式又分为垂直排列双分裂式和水平排列双分裂：
2.1垂直排列双分裂导线经分析可得：
(3)
式中，G H 为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；G V 为绝缘子串自身的重力荷载(N)；W H 和W V 分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；W z为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距。
可求得垂直排列双分裂导线绝缘子串风偏角θ 21为：
(4)
2.2水平排列双分裂导线经分析可得：
(5)
式中，G H 为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；G V 为绝缘子串自身的重力荷载(N)；W H 和W V 分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；W z为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具）。
可求得水平排列双分裂导线绝缘子串风偏角θ 22为：
(6)
2.3分裂导线经分析可得：
(7)
式中，G H 为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；G V 为绝缘子串自身的重力荷载(N)；W H 和W V 分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；W z为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），e为分裂导线的分裂间距。
可求得四分裂导线绝缘子串风偏角θ 4为：
(8)
二、计算输电线路对酒杯型直线塔身最小放电距离，
可分析得到酒杯型的中间相非分裂输电线路对塔身放电距离x z0的计算式为
(9)
式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，d为导线外径，θ 0为非分裂导线绝缘子串风偏角。
可分析得到酒杯型的中间相垂直排列双分裂输电线路对塔身的放电距离x z21的计算式为
(10)
式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，θ 21为垂直排列双分裂导线绝缘子串风偏角。
可分析计算酒杯型的中间相水平排列双分裂输电线路对塔身的放电距离x z22的计算式为
(11)
式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，θ 22为水平排列双分裂导线绝缘子串风偏角。
可分析计算酒杯型的中间相四分裂输电线路对塔身的放电距离x z4的计算式为
(12)
式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，θ 4为四双分裂导线绝缘子串风偏角。
可分析计算酒杯型的边相非分裂输电线路对塔身放电距离x b0的计算式为
(13)
式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ 0为非分裂导线绝缘子串风偏角。
可分析计算酒杯型的边相垂直排列双分裂输电线路对塔身放电距离x 21的计算式为
(14)
式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ 21为垂直排列双分裂导线绝缘子串风偏角。
可分析计算酒杯型的边相水平排列双分裂输电线路对塔身放电距离x 22的计算式为
(15)
式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ 22为水平排列双分裂导线绝缘子串风偏角。
可分析计算酒杯型的边相四分裂输电线路对塔身最小放电距离x b4的计算式为
(16)
式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ 4为四分裂导线绝缘子串风偏角。
三、统计风预报信息，对比历史风预报信息与历史同期实际风力等级，计算预报风速的偏弱率、准确率、偏强率和预报风向角的逆时针偏差率、准确率、顺时针偏差率：
统计在统计周期T S 内酒杯型直线塔所在区域S的县区气象部门发布的k级风力预报的次数n k ，以及k级风力预报的预报风向角，统计周期T S 一般取1~5年。
由于县区气象部门发布的k级风力预报可能会和实际风力等级不相符，所以需要对比历史风力等级预报与历史同期实际风力等级，统计预报风速偏弱次数、准确次数、偏强次数，统计预报风向角逆时针偏差次数、准确次数、顺时针偏差次数，计算预报风速的偏弱率、准确率、偏强率和预报风向角的逆时针偏差率、准确率、顺时针偏差率。例如气象部门发布一个k级风力预报，但实际风力等级只有k-1级，实际风向顺时偏差，则风速偏弱次数加1，风向角顺时偏差次数加1。统计周期T S 内预报风速偏弱次数为V 1、准确次数V 2、偏强次数V 3，预报风向角逆时针偏差次数M 1、准确次数M 2、顺时针偏差次数M 3。则预报风速的偏弱率P wk 、风速准确率P ck 、偏强率P sk 和预报风向角逆时针偏差率P wφk 、风向准确率P cφk 、顺时针偏差率P sφk 为：
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
(22)
四、建立计及风随机性影响的预报风速和预报风向的概率分布模型
酒杯型直线塔输电线路绝缘子风偏受风速及风向的影响，当气象部门发布大风预报时，考虑到风的随机特性，需要建立风速与风向的概率模型。假设预报风力等级k的预报准确率为P rk ，则风速在k级风速范围(v kmax-v kmin)服从均匀分布；若预报偏强，偏强率为P sk ，则实际风力等级比k级要低；若预报偏弱，偏弱率为P wk ，则实际风力等级比k级要高，考虑到气象预报技术的发展，误差在正负一个风力等级，且离预报风速范围越远，概率越小，认为在预报误差外服从正态分布。在预报的k级风力下，风速的概率密度分布函数为：
(23)
(24)
(25)
(26)
式中，P ck 表示k级风力等级预报准确率，P sk 表示k级风力等级预报偏强率，P wk 表示k级风力等级预报偏弱率，v kmin、v kmax分别表示k级风力对应的最小和最大风速。
假设k级风力预报的风向角φ k 的预报准确率为P rφk ，则风向角以φ k 为中心角的风向范围服从均匀分布；若预报风向角顺时针偏差，顺时偏差率为P sφk ，若预报风向角逆时针偏差，逆时针偏差率为P wφk 。考虑到气象预报技术的发展，误差在正负一个角，且离预报风向角范围越远，概率越小，认为在预报误差外服从正态分布，即在和内服从正态分布。在预报的k级风力下，风向角的概率密度分布函数为：
(27)
(28)
(29)
(30)
式中，P cφk 表示k级风力等级预报风向角准确率，P sφk 表示k级风力等级预报顺时针偏差率，P wφk 表示k级风力等级预报风向角逆时针偏差率，φ k 表示k级风力预报对应预报风向角的中心角。
五、计算计及风随机性影响的酒杯型直线塔输电线路的风偏放电概率
由于风的随机性影响，利用蒙特卡洛抽样法模拟，通过建立的风预报概率分布模型，抽取N total次风向角与风速，根据抽取的风向角与风速，计算酒杯型直线塔输电线路对塔身的最小放电距离x，与规定的不同标称工频电压、雷电过电压及工频过电压状态下带电部分与杆塔构件的允许最小安全空气间隙x min进行比较，如果x ≤ x min，则认为输电线路将会对塔身放电。假设根据抽取的风向角与风速计算得到的x ≤ x min的次数为N，则此次县区气象部门发布的风预报所引起的酒杯型直线塔输电线路风偏放电概率P f 为：
(31)
电力行业普遍采用红橙黄蓝等级表示风险等级，为此设定风偏放电预警等级为红橙黄蓝白5个等级，如表1所示。
表1 风偏放电预警等级表
风受地形影响较大，变化随机性较强，在使用风预报信息进行最小放电距离校核计算时，如果直接用预报风向的中心角度和预报风力等级的最大值风速，则忽视了风预报准确性以及风速和风向波动变化的影响，得到的计算结果将偏离实际，特别是预报的风力等级接近设计风速时，用预报风速和设计风速比较，或者用预测最小放电距离跟允许的最小安全空气间隙比较，得出发生或不发生风偏放电的确定性判断并不准确。
附图说明
图1 为本发明方法的原理流程框图，
图2 为酒杯型直线塔风偏放电分析图，
图3 为绝缘子串风偏状态受力分析图，
图4 为计及导线分裂的悬垂绝缘子串简化分析图，
图5 为酒杯塔中间相导线至塔身最小放电距离分析图，
图6 为酒杯塔边相导线至塔身最小放电距离分析图，
图7 为预报风速概率分布图，
图8 为预报风向角概率分布图。
具体实施方式
目前，风受地形影响较大，变化随机性较强，在使用风预报信息进行最小放电距离校核计算时，如果直接用预报风向的中心角度和预报风力等级的最大值风速，则忽视了风预报准确性以及风速和风向波动变化的影响，得到的计算结果将偏离实际，特别是预报的风力等级接近设计风速时，用预报风速和设计风速比较，或者用预测最小放电距离跟允许的最小安全空气间隙比较，得出发生或不发生风偏放电的确定性判断并不准确。因此，本发明提供一种短期风预报下计及风随机性影响的输电线风偏放电概率预警方法，首先建立了计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏角计算模型，计算输电线路对酒杯型直线塔的最小放电距离；然后分析了风的随机性特性对预测最小放电距离的影响，建立了风预报概率分布，提出预报风速和风向角的概率分布模型；最后提出了在预报风力等级和风向下通过蒙特卡罗抽样计算最小放电距离，并与允许的最小安全空气间隙比较，实现了短期风预报下的输电线风偏放电概率预警
以下结合附图对本发明作进一步详细描述：
步骤一：建立计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏角算模型：
如附图2所示，酒杯型直线塔在强风或飑线风的作用下，绝缘子串向杆塔方向倾斜，减小了导线与杆塔的空气间隙，当间隙距离不能满足绝缘强度要求时就会发生放电。为便于在线校核，工程上通常假设导线单位长度上的荷载沿档距均匀分布，悬垂绝缘子串采用刚体直杆模型，如附图3所示对绝缘子串风偏状态进行受力分析，附图4(a)所示非分裂导线经分析可得：
(1)
式中，G H 为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；G V 为绝缘子串自身的重力荷载(N)；W H 和W V 分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；W z为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具）。
可求得绝缘子串风偏角的正切值为：
(2)
可求得非分裂导线绝缘子串风偏角θ 0为
(3)
其中：
(4)
(5)
(6)
式中：n为绝缘子串数；A为绝缘子串受风面积（m2）；v fZ 为换算到绝缘子串离地高度Z处的预报风速(m/s)；g为重力加速度(可取g=9.80N/kg)；α为风压不均匀系数，其值与风速的关系可参见《110kV~750kV架空输电线路设计规范》；K为导线体型系数，线径＜17 mm或覆冰时，取K=1.2，线径≥17 mm，取K=1.1；d为导线外径(mm)；γ为预报风向角与线路走向之间的夹角(°)；L H为导线水平档距(m)；L V 为导线垂直档距(m)；W 0为导线单位长度的质量(kg/km)。
在近地层中，受地面粗糙度和近地大气垂直稳定度的影响，风速随高度显著变化，形成一个垂直风廓线。为此需要将气象部门预报的10 m高程的风速换算到绝缘子串离地高度Z处的风速，换算式如下：
(7)
式中，v f 为气象局提供的标准高度为10 m处的预报风速(m/s)；Z为绝缘子串离地高度；z 0为风切变指数。
实际的架空线路分为分裂式和非分裂式导线的情况，因此需要对绝缘子串风偏角计算式进行修正。各分裂形式受力分析方法与非分裂导线相同。
如附图4(b)所示垂直排列双分裂导线经分析可得：
(8)
式中，G H 为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；G V 为绝缘子串自身的重力荷载(N)；W H 和W V 分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；W z为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距。
可求得垂直排列双分裂导线绝缘子串风偏角θ 21为：
(9)
如附图4(c)所示水平排列双分裂导线经分析可得：
(10)
式中，G H 为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；G V 为绝缘子串自身的重力荷载(N)；W H 和W V 分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；W z为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具）。
可求得水平排列双分裂导线绝缘子串风偏角θ 22为：
(11)
如附图4(d)所示四分裂导线经分析可得：
(12)
式中，G H 为绝缘子串中心处横向水平风荷载(N)；G V 为绝缘子串自身的重力荷载(N)；W H 和W V 分别为绝缘子串末端导线的水平风荷载和导线重力荷载(N)；W z为重锤重量(N)；a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），e为分裂导线的分裂间距。
可求得四分裂导线绝缘子串风偏角θ 4为：
(13)
步骤二，计算输电线路对酒杯型直线塔的放电距离，
如附图5（a）所示，可分析得到酒杯型的中间相非分裂输电线路对塔身放电距离x z0的计算式为
(14)
式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，d为导线外径，θ 0为非分裂导线绝缘子串风偏角。
如附图5（b）所示，可分析得到酒杯型的中间相垂直排列双分裂输电线路对塔身的放电距离x z21的计算式为
(15)
式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，θ 21为垂直排列双分裂导线绝缘子串风偏角。
如附图5（c）所示，可分析计算酒杯型的中间相水平排列双分裂输电线路对塔身的放电距离x z22的计算式为
(16)
式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，θ 22为水平排列双分裂导线绝缘子串风偏角。
如附图5（d）所示，可分析计算酒杯型的中间相四分裂输电线路对塔身的放电距离x z4的计算式为
(17)
式中，c为中相悬垂绝缘子串至塔身主材的水平距离，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，θ 4为四双分裂导线绝缘子串风偏角。
如附图6（a）所示，可分析计算酒杯型的边相非分裂输电线路对塔身放电距离x b0的计算式为
(18)
式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ 0为非分裂导线绝缘子串风偏角。
如附图6（b）可分析计算酒杯型的边相垂直排列双分裂输电线路对塔身放电距离x 21的计算式为
(19)
式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ 21为垂直排列双分裂导线绝缘子串风偏角。
如附图6（c）可分析计算酒杯型的边相水平排列双分裂输电线路对塔身放电距离x 22的计算式为
(20)
式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ 22为水平排列双分裂导线绝缘子串风偏角。
如附图6（d）可分析计算酒杯型的边相四分裂输电线路对塔身放电距离x b4的计算式为
(21)
式中，b为边相横担长度，a为悬垂绝缘子串长度（包括连接金具），d为导线外径，e为分裂导线的分裂间距，ϕ为塔身主材与边相横担夹角，θ 4为四分裂导线绝缘子串风偏角。
步骤三，计风预报信息，对比历史风预报信息与历史同期实际风力等级，计算预报风速的偏弱率、准确率、偏强率和预报风向角的逆时针偏差率、准确率、顺时针偏差率：
统计在统计周期T S 内酒杯型直线塔所在区域S的县区气象部门发布的k级风力预报的次数n k ，以及k级风力预报的预报风向角，统计周期T S 一般取1~5年。
由于县区气象部门发布的k级风力预报可能会和实际风力等级不相符，所以需要对比历史风力等级预报与历史同期实际风力等级，统计预报风速偏弱次数、准确次数、偏强次数，统计预报风向角逆时针偏差次数、准确次数、顺时针偏差次数，计算预报风速的偏弱率、准确率、偏强率和预报风向角的逆时针偏差率、准确率、顺时针偏差率。如气象部门发布一个k级风力预报，但实际风力等级只有k-1级，实际风向顺时偏差，则风速偏弱次数加1，风向角顺时偏差次数加1。统计周期T S 内预报风速偏弱次数为V 1、准确次数V 2、偏强次数V 3，预报风向角逆时针偏差次数M 1、准确次数M 2、顺时针偏差次数M 3。则预报风速的偏弱率P wk 、准确率P ck 、偏强率P sk 和预报风向角逆时针偏差率P wφk 、准确率P cφk 、顺时针偏差率P sφk 为：
(22)
(23)
(24)
(25)
(26)
(27)
步骤四，建立计及风随机性影响的预报风速和预报风向的概率分布模型
酒杯型直线塔输电线路绝缘子风偏受风速及风向的影响，当气象部门发布大风预报时，考虑到风的随机特性，需要建立风速与风向的概率模型。假设预报风力等级k的预报准确率为P rk ，则风速在k级风速范围(v kmax-v kmin)服从均匀分布；若预报偏强，偏强率为P sk ，则实际风力等级比k级要低；若预报偏弱，偏弱率为P wk ，则实际风力等级比k级要高，考虑到气象预报技术的发展，误差在正负一个风力等级，且离预报风速范围越远，概率越小，认为在预报误差外服从正态分布，如附图7所示。在预报的k级风力下风速的概率密度分布函数为：
(28)
(29)
(30)
(31)
式中，P ck 表示k级风力等级预报准确率，P sk 表示k级风力等级预报偏强率，P wk 表示k级风力等级预报偏弱率，v kmin、v kmax分别表示k级风力对应的最小和最大风速。
假设k级风力预报的风向角φ k 的预报准确率为P rφk ，则风向角以φ k 为中心角的风向范围服从均匀分布；若预报风向角顺时针偏差，顺时偏差率为P sφk ，若预报风向角逆时针偏差，逆时针偏差率为P wφk 。考虑到气象预报技术的发展，误差在正负一个角，且离预报风向角范围越远，概率越小，认为在预报误差外服从正态分布，即在和内服从正态分布，如附图8所示。在预报的k级风力下，风向角的概率密度分布函数为：
(32)
(33)
(34)
(35)
式中，P cφk 表示k级风力等级预报风向角准确率，P sφk 表示k级风力等级预报顺时针偏差率，P wφk 表示k级风力等级预报风向角逆时针偏差率，φ k 表示k级风力预报对应预报风向角的中心角。
步骤五，计算计及风随机性影响的酒杯型直线塔输电线路的风偏放电概率
由于风的随机性影响，利用蒙特卡洛抽样法模拟，通过建立的风预报概率分布模型，抽取N total次风向角与风速，根据抽取的风向角与风速，计算酒杯型直线塔输电线路对塔身的最小放电距离x，与我国《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB 50545-2010）规定的不同标称工频电压、雷电过电压及工频过电压状态下带电部分与杆塔构件的允许最小安全空气间隙进行比较，如果x ≤ x min，则认为输电线路将会对塔身放电。假设根据抽取的风向角与风速计算得到的x ≤ x min的次数为N，则此次气象部门发布的风预报所引起的酒杯型直线塔输电线路风偏放电的概率P f 为：
(36)
电力行业普遍采用红橙黄蓝等级表示风险等级，为此设定风偏放电预警等级为红橙黄蓝白5个等级，如表1所示。
表1 风偏放电预警等级表
最后需要说明的是，供电部门根据上述表1中的预警等级采用相应的防护措施，其防护措施从V级—I级逐级升高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，其特征在于：
A、首先建立了计及导线分裂的悬垂绝缘子串风偏角计算模型，假设导线单位长度上的荷载沿档距均匀分布，悬垂绝缘子串采用刚体直杆模型，对绝缘子串风偏状态进行受力分析，计算出非分裂导线串风偏角，实际的架空线路分为分裂式和非分裂式导线的情况，考虑到导线的分裂结构将影响风偏角的计算精度，因此需要分别建立不同分裂导线的绝缘子串风偏角计算模型，受力分析方法与非分裂导线相似，所述分裂式又分为垂直排列双分裂式和水平排列双分裂：
，
，
B、计算输电线路对酒杯型直线塔身最小放电距离，
C、然后统计风预报信息，对比历史风预报信息与历史同期实际风力等级，预报风速的偏弱率P wk 、风速准确率P ck 、偏强率P sk 和预报风向角逆时针偏差率P wφk 、风向准确率P cφk 、顺时针偏差率P sφk ，
D、分析风的随机性特性对预测最小放电距离的影响，建立风预报概率分布，提出预报风速和风向角的概率分布模型；
E、在预报风力等级和风向下通过蒙特卡罗抽样计算最小放电距离，并与允许的最小安全空气间隙比较，计算出短期风预报下的输电线风偏放电概率，所述风偏放电概率P f 为：，
F、根据风偏放电概率P f 提出预警防护等级。
2.根据权利要求1所述的一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，其特征在于：所述预警防护等级如表1所示，
表1-风偏放电预警等级表
。
3.根据权利要求1所述的一种计及风随机性影响的直线塔输电线路风偏放电概率在线预警方法，其特征在于：所述：，，，。
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