CN107563551A - 一种电网舞动关键线路辨别方法及其系统 - Google Patents

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陆佳政
郭俊
杨莉
徐勋建
冯涛
李丽
邸悦伦
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Hunan Electric Power Co Ltd
Disaster Prevention and Mitigation Center of State Grid Hunan Electric Power Co Ltd
Hunan Xiangdian Test Research Institute Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Hunan Electric Power Co Ltd
Disaster Prevention and Mitigation Center of State Grid Hunan Electric Power Co Ltd
Hunan Xiangdian Test Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种电网舞动关键线路辨别方法及其系统，本发明方法包括以下步骤：计算电网舞动预测区域，将输电线路与电网舞动预测区域作空间叠置分析得到预测舞动输电线路；对预测舞动线路进行多次随机抽样生成若干舞动线路组合，并计算舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率；根据舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率计算舞动线路组合的负荷损失量，并通过各个舞动线路组合的负荷损失量计算各舞动线路的风险程度大小以选择电网舞动关键线路。本发明解决了传统方法不能量化分析各输电线路舞动的风险程度大小，难以准确辨识出电网舞动关键线路，无法指导电网运行部门科学处置电网风险最大的关键舞动线路的问题。

Description

一种电网舞动关键线路辨别方法及其系统
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种电网舞动关键线路辨别方法及其系统。
背景技术
输电线路在覆冰条件下受风力作用会发生舞动现象，舞动严重时会导致线路跳闸和线路金具损坏，当发生大面积线路舞动时，易导致线路大范围跳闸和线路金具损坏事故，严重影响大电网安全稳定运行。亟需开展电网舞动关键输电线路辨识方法及系统研究，准确识别电网舞动的关键线路，为电网开展有针对性的舞动防治措施提供科学指导。
现有的专利提出了输电线路舞动发生或舞动等级判别方法，分析了线路舞动跳闸对电网安全稳定的影响大小，但是，采用现有专利方法不能量化分析各输电线路舞动的风险程度大小，难以准确辨识出电网舞动关键线路，无法指导电网运行部门科学处置电网风险最大的关键舞动线路。
发明内容
本发明目的在于提供一种电网舞动关键线路辨别方法及其系统，以解决传统方法难以准确辨识出电网舞动关键线路的现有技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种电网舞动关键线路辨别方法，包括以下步骤：
计算电网舞动预测区域，将输电线路与电网舞动预测区域作空间叠置分析得到预测舞动输电线路；
对预测舞动线路进行多次随机抽样生成若干舞动线路组合，并计算舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率；
根据舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率计算舞动线路组合的负荷损失量，并通过各个舞动线路组合的负荷损失量计算各舞动线路的风险程度大小以选择电网舞动关键线路。
进一步地，风险程度大小的计算公式为：
其中，rk为第k条舞动线路的风险程度大小；m为舞动线路组合数量；t为包含第k条舞动线路的组合数量；dt为第t个包括第k条舞动线路组合的电网负荷损失量。
进一步地，随机抽样次数为1000-2000次。
与上述方法相对应的，本发明还提供了一种电网舞动关键线路辨别系统，包括：
第一模块：用于计算电网舞动预测区域，将输电线路与电网舞动预测区域作空间叠置分析得到预测舞动输电线路；
第二模块：用于对预测舞动线路进行多次随机抽样生成若干舞动线路组合，并计算舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率；
第三模块：用于根据舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率计算舞动线路组合的负荷损失量，并通过各个舞动线路组合的负荷损失量计算各舞动线路的风险程度大小以选择电网舞动关键线路。
进一步地，第三模块中风险程度大小的计算公式为：
其中，rk为第k条舞动线路的风险程度大小；m为舞动线路组合数量；t为包含第k条舞动线路的组合数量；dt为第t个包括第k条舞动线路组合的电网负荷损失量。
进一步地，第二模块随机抽样的次数为1000-2000次。
本发明基于电网舞动预测结果，通过计算舞动条件下输电线路故障概率，分析对电网安全稳定程度影响最大的电网舞动关键线路，并根据电网舞动关键线路指导制定最优的舞动防治措施，有效降低电网舞动风险程度和线路故障损失。且本发明的流程简单，操作方便，适用性强。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的一种电网舞动关键线路辨别方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明实施例首先公开了一种电网舞动关键线路辨别方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：计算电网舞动预测区域，将输电线路与电网舞动预测区域作空间叠置分析得到预测舞动输电线路。
舞动预测区域是通过输电线路舞动预测系统计算得到的，将计算所得的舞动预测区域作空间叠置分析得到预测舞动输电线路。本实施例的空间叠置是只要空间的重叠即可，无需考虑重叠率。
S2：对预测舞动线路进行多次随机抽样生成若干舞动线路组合，并计算舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率。
对预测舞动线路进行随机抽样得到预测舞动线路组合，重复上述多次得到若干个预测舞动线路组合。采用电网输电设备防灾减灾国家重点实验室建设的精细化数值预报系统获取输电线路杆塔所处位置的风向、风速、温湿度等气象参数，根据所述参数计算输电线路的跳闸概率得到各个预测舞动线路组合中每条预测舞动线路的跳闸概率形成若干个跳闸概率组合。
S3：根据舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率计算舞动线路组合的负荷损失量，并通过各个舞动线路组合的负荷损失量计算各舞动线路的风险程度大小以选择电网舞动关键线路。
负荷损失量作为影响电网安全的重要指标在本发明中用来衡量电网安全风险大小。计算S2步骤中各个跳闸概率组合的电荷损失量以及该跳闸概率组合中每条舞动线路的负荷损失量。根据随机抽样中某一舞动线路的出现次数以及其在不同跳闸概率组合中的负荷损失量计算这条舞动线路的风险程度大小。当计算得到所有舞动线路的风险程度大小后，按一定比例选择风险程度较大的舞动线路作为关键舞动线路，如选取风险程度排名前20％的舞动线路作为关键舞动线路。
通过上述步骤，定量分析舞动线路的风险程度大小，由此得到电网舞动关键线路，并根据电网舞动关键线路指导制定最优的舞动防治措施，有效降低电网舞动风险程度和线路故障损失。
进一步地，风险程度大小的计算公式为：
其中，rk为第k条舞动线路的风险程度大小；m为舞动线路组合数量；t为包含第k条舞动线路的组合数量；dt为第t个包括第k条舞动线路组合的电网负荷损失量。
根据上式可以求得每一条舞动线路的风险程度大小。
进一步地，随机抽样次数为1000-2000次。为保障随机抽样产生的线路跳闸组合尽可能符合实际发生情况，抽样次数一般设置在1000-2000次，即根据多次的仿真试验，当抽样次数达到1000-2000时可以达到收敛。
与上述方法相对应的，本发明还提供了一种电网舞动关键线路辨别系统，包括：
第一模块：用于计算电网舞动预测区域，将输电线路与电网舞动预测区域作空间叠置分析得到预测舞动输电线路；
第二模块：用于对预测舞动线路进行多次随机抽样生成若干舞动线路组合，并计算舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率；
第三模块：用于根据舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率计算舞动线路组合的负荷损失量，并通过各个舞动线路组合的负荷损失量计算各舞动线路的风险程度大小以选择电网舞动关键线路。
进一步地，第三模块中风险程度大小的计算公式为：
其中，rk为第k条舞动线路的风险程度大小；m为舞动线路组合数量；t为包含第k条舞动线路的组合数量；dt为第t个包括第k条舞动线路组合的电网负荷损失量。
进一步地，第二模块随机抽样的次数为1000-2000次。
实施例：
计算得到某一次电网覆冰过程中的舞动预测区域范围，将输电电路与舞动预测区域作空间叠置分析，计算得到可能发生舞动的输电线路集合L：
L＝{l1,l2,…,l7}＝{500kV长船线,500kV长民线,500kV紫宗线,
220kV奇新线,220kV黄桃线,220kV苏烟线,220kV柘向线}。
通过上述输电线路杆塔所处位置的风速、风向、温湿度等精细化气象参数计算各条输电线路的跳闸概率，得到跳闸概率组合P：
P＝{p1,p2,…,p7}＝{0.35,0.26,0.51,0.48,0.62,0.57,0.32}。
进行1000次随机抽样生成1000组跳闸概率组合，并通过风险程度大小计算公式计算得到各条线路的风险程度大小：
R＝{r1,r2,…,r7}＝{5.9,11.2,9.3,4.4,2.6,3.1,1.8}。
选择风险程度前20％的线路，即风险程度11.2的500kV长民线和风险程度9.3的500kV紫宗线做为电网舞动关键线路。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电网舞动关键线路辨别方法，其特征在于，包括以下步骤：
计算电网舞动预测区域，将输电线路与电网舞动预测区域作空间叠置分析得到预测舞动输电线路；
对预测舞动线路进行多次随机抽样生成若干舞动线路组合，并计算舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率；
根据舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率计算舞动线路组合的负荷损失量，并通过各个舞动线路组合的负荷损失量计算各舞动线路的风险程度大小以选择电网舞动关键线路。
2.根据权利要求1所述的一种电网舞动关键线路辨别方法，其特征在于，所述风险程度大小的计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>r</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>m</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>t</mi> </munderover> <msub> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </msub> </mrow>
其中，rk为第k条舞动线路的风险程度大小；m为舞动线路组合数量；t为包含第k条舞动线路的组合数量；dt为第t个包括第k条舞动线路组合的电网负荷损失量。
3.根据权利要求1所述的一种电网舞动关键线路辨别方法，其特征在于，所述随机抽样次数为1000-2000次。
4.一种电网舞动关键线路辨别系统，其特征在于，包括：
第一模块：用于计算电网舞动预测区域，将输电线路与电网舞动预测区域作空间叠置分析得到预测舞动输电线路；
第二模块：用于对预测舞动线路进行多次随机抽样生成若干舞动线路组合，并计算舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率；
第三模块：用于根据舞动线路组合中各条舞动线路的跳闸概率计算舞动线路组合的负荷损失量，并通过各个舞动线路组合的负荷损失量计算各舞动线路的风险程度大小以选择电网舞动关键线路。
5.根据权利要求4所述的一种电网舞动关键线路辨别系统，其特征在于，所述第三模块中风险程度大小的计算公式为：
<mrow> <msub> <mi>r</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>m</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>t</mi> </munderover> <msub> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </msub> </mrow>
其中，rk为第k条舞动线路的风险程度大小；m为舞动线路组合数量；t为包含第k条舞动线路的组合数量；dt为第t个包括第k条舞动线路组合的电网负荷损失量。
6.根据权利要求4所述的一种电网舞动关键线路辨别系统，其特征在于，所述第二模块随机抽样的次数为1000-2000次。
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Applicant after: National network Hunan Electric Power Co., Ltd. disaster prevention and Reduction Center

Applicant after: Hunan Xiangdian Electric Power Text & Research Co., Ltd.

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Address before: 410000 Shaoshan North Road, Yuhua District, Hunan, No. 388, No.

Applicant before: State Grid Hunan Electric Power Company

Applicant before: State Grid Hunan Electric Power Company prevents and reduces natural disasters center

Applicant before: Hunan Xiangdian Electric Power Text & Research Co., Ltd.

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