一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法
一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统风险评估技术领域，具体设及一种灾害影响电网的多尺度综 合分析方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，全球极端气候变化导致灾害事件明显增多，灾害事件的频繁发生增加了 掌控电网安全稳定运行的难度，也对电网可靠供电提出了更高的要求。我国影响电力系统 的自然灾害具有多样性、频繁性和区域性等特点，为了加强电网应对灾变的能力，进而建立 灾害预警机制，应根据灾害对电网影响的时空分布等特性进行有针对性地研究和布防。
[0003] 目前，自然灾害对电力系统影响的研究主要集中于影响后果的统计和分析。在具 体研究过程中，该方法仅局限于对自然灾害造成电网故障的后果及严重程度进行分析，没 有深入考虑自然灾害的时间特性、空间特性W及输电线路的电压等级等其他因素，难W针 对自然灾害对电力系统的影响进行全面客观的评价，有较大局限性。
[0004] 因此，如何对灾害影响电网的特征信息进行多层次、多尺度、多指标的综合分析， 全面客观地反映自然灾害对电力系统影响的规律，对于提高电网的抗灾能力具有重要意 义。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术的不足，提出了一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法。
[0006] 本分析方法基于层次分析法建立了灾害影响电网多层次评价体系，首先对考虑灾 害的电网总体情况进行分析，确定了电力系统受灾类型和灾害影响电力系统的可靠性指 标，之后基于上述可靠性指标，从时间、空间、后果、电压等级、元件设备等不同角度出发，研 究灾害影响电网的分布特性，接着采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闽率 对自然灾害影响电网的严重程度进行量化分析，最后对不同灾害的分布特性进行了排序和 总结，确定了灾害的防范重点。
[0007] -种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，其特征在于，基于时间、空间、后果、电 压等级、元件设备5个尺度，对灾害影响电网的分布特性和严重程度进行量化分析，具体包 括W下步骤：
[000引步骤1，确定影响电网的雷电、覆冰、污秽、鸟害、大风五个主要灾害类型和评价灾 害影响电网程度的跳闽次数、非计划停运次数、跳闽率、非计划停运率、重合闽成功率五个 可靠性指标;具体是：
[0009] 指标一:定义跳闽次数Ντ?)表示，其中灾害j引发电网跳闽的次数，其单位为次；
[0010] 指标二:定义非计划停运次数NnpoO)，其中灾害j引发电网跳闽的次数，其单位为 次；
[001 U 指标立:定义跳闽率Rt( j)，基于W下公式：
[0012]
[0013] 其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RT(j)为输电线路的跳闽 率，单位为次/百千米，化(j)为输电线路的跳闽次数；
[0014] 指标四：定义非计划停运率RnpqO)，基于W下公式：
[0015]
[0016] 其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RNPO(j)为非计划停运率， 单位为次/百千米，NNPO(j)为输电线路的非计划停运次数；
[0017]指标五:定义重合闽成功率RRS(j)，基于W下公式：
[001 引
[0019]其中，RRS(j)为重合闽故障率，无量纲;NT(j)为跳闽次数;NNPO(j)为输电设备非计 划停运的次数。
[0020]步骤2,从时间、空间、后果、电压等级、元件设备5个尺度出发，得到灾害引发电网 故障的分布特性;包括W下步骤：
[0021 ]步骤2.1，灾害影响电网的时间尺度特性：
[0022] 按照月度统计灾害的跳闽次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害在一年中对 电网影响严重程度的变化趋势;按照年度统计近年来灾害的跳闽次数和非计划停运次数， 得到每种自然灾害的在近年来对电网影响严重程度的变化趋势。
[0023] 步骤2.2，灾害影响电网的空间尺度特性：
[0024] 按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闽次数，并对不同 灾害在各区域电网跳闽次数所占比例进行计算，得到每个区域电网的主要受灾类型;分年 度统计灾害在区域电网造成的跳闽次数及所占比例，得到区域电网受灾类型分布的年度变 化趋势。
[0025] 步骤2.3，自灾害影响电网的后果尺度特性：
[0026] 按照直流线路一次全压重启成功、二次全压重启成功、降压重启成功、单极强迫停 运、双极强迫停运W及跳闽和非计划停运，统计自然灾害造成直流输电系统事件的后果次 数，得到每种灾害最容易引发的直流输电系统事件的后果类型;按照交流线路跳闽次数，非 计划停运次数和重合闽成功率，统计自然灾害造成交流输电系统事件的后果次数，得到每 种灾害最容易引发的交流输电系统事件的后果类型。
[0027] 步骤2.4，灾害影响电网的电压等级尺度特性：
[0028] 按照电力系统电压等级，分年度统计自然灾害造成电网跳闽次数，非计划停运次 数和重合闽成功率，得到每一个电压等级的主要受灾类型及其年度变化趋势。
[0029] 步骤2.5，灾害影响电网的元件设备尺度特性：
[0030] 按照杆塔及基础、导线及底地线、绝缘子、金具及其他四个方面，分年度分电压等 级统计自然灾害造成其损坏的次数，得到每种电力系统元件设备的主要受灾类型及年度变 化趋势。
[0031] 步骤3,结合上述尺度，采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闽率对 自然灾害影响电网的严重程度进行量化分析；
[0032] 步骤4,基于灾害影响电网的分布特性和量化分析结果，确定灾害影响电网的分布 规律和防范重点。
[0033] 在上述的一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，所述步骤3中考虑不同电压 等级权重的区域输电线路综合跳闽率用RcT(j)表示，基于W下公式：
[0034]
[0035] 其中：αι为该电压等级线路的权重，该系数与输电线路的经济传输容量W及输送 距离有关;RcT(j)为该电压等级输电线路的跳闽率，单位为次/百千米;RcT(j)为区域输电线 路综合跳闽率，单位为次/百千米。
[0036] 因此，本发明具有如下优点：1.本发明提出的5项判定指标不仅考虑了灾害引发系 统跳闽，还考虑了非计划停运W及自动重合闽的情况，综合分析了灾害对电网的影响因素； 2.本发明所提出的分析方法可W考虑各种自然灾害对电网在时间、空间、电压等级、电网事 件后果及电力系统原件的影响，具有全面性和通用性;3.本发明提供的分析方法能够得到 自然灾害的分布特性，为电力系统运行人员的针对性防灾部署提供有效建议。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明的流程图。
[0038] 图2为本发明得到的灾害影响电网的时间尺度特性图。
[0039 ]图3为本发明得到的灾害影响电网的空间尺度特性图。
[0040] 图4为本发明得到的灾害影响电网的后果尺度特性图。
[0041] 图5为本发明得到的灾害影响电网的电压等级尺度特性图。
[0042] 图6为本发明得到的灾害影响电网的元件设备尺度特性图。
[0043] 图7为本发明得到的灾害影响电网的区域输电线路综合跳闽率特性图。
【具体实施方式】
[0044] 下面是本发明的优选实施例，并结合附图，对本发明的具体应用作进一步说明。
[0045] 实施例：
[0046] -、首先，介绍一下本发明设及的方法原理：
[0047] 本发明具体包括W下步骤：
[004引步骤1，确定影响电网的雷电、覆冰、污秽、鸟害、大风等五个主要灾害类型和评价 灾害影响电网程度的跳闽次数、非计划停运次数、跳闽率、非计划停运率、重合闽成功率等 五个可靠性指标；
[0049] 灾害影响电网程度的5种可靠性指标，其中跳闽次数用Ντ?)表示，具体指代灾害j 引发电网跳闽的次数，其单位为次；
[0050] 非计划停运次数用NNPO(j)表示，具体指代灾害j引发电网跳闽的次数，其单位为 次；
[0化1] 跳闽率用RT(j)表示，基于W下公式：
[0化2]
[0053] 其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RT(j)为输电线路的跳闽 率，单位为次/百千米，化(j)为输电线路的跳闽次数；
[0054] 非计划停运率用RNPQ(j)表示，基于W下公式：
[0化5]
[0056] 其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RNPO(j)为非计划停运率， 单位为次/百千米，Nnpo( j)为输电线路的非计划停运次数；
[0057] 重合闽成功率用化s(j)表示，基于W下公式：
[0化引
[0059] 其中，化s(j)为重合闽故障率，无量纲;Ντ?)为跳闽次数;NNPO(j)为输电设备非计 划停运的次数。
[0060] 步骤2,从时间、空间、后果、电压等级、元件设备等5个角度出发，对灾害引发电网 故障的分布特性进行分析；
[0061 ]步骤2.1，灾害影响电网的时间尺度特性：
[0062] 按照月度统计灾害的跳闽次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害在一年中对 电网影响严重程度的变化趋势;按照年度统计近年来灾害的跳闽次数和非计划停运次数， 得到每种自然灾害的在近年来对电网影响严重程度的变化趋势。
[0063] 步骤2.2，灾害影响电网的空间尺度特性：
[0064 ] 按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闽次数，并对不同 灾害在各区域电网跳闽次数所占比例进行计算，得到每个区域电网的主要受灾类型;分年 度统计灾害在区域电网造成的跳闽次数及所占比例，得到区域电网受灾类型分布的年度变 化趋势。
[0065] 步骤2.3，灾害影响电网的后果尺度特性：
[0066] 按照直流线路一次全压重启成功、二次全压重启成功、降压重启成功、单极强迫停 运、双极强迫停运W及跳闽和非计划停运，统计自然灾害造成直流输电系统事件的后果次 数，得到每种灾害最容易引发的直流输电系统事件的后果类型;按照交流线路跳闽次数，非 计划停运次数和重合闽成功率，统计自然灾害造成交流输电系统事件的后果次数，得到每 种灾害最容易引发的交流输电系统事件的后果类型。
[0067] 步骤2.4，灾害影响电网的电压等级尺度特性：
[0068] 按照电力系统电压等级，分年度统计自然灾害造成电网跳闽次数，非计划停运次 数和重合闽成功率，得到每一个电压等级的主要受灾类型及其年度变化趋势。
[0069] 步骤2.5，灾害影响电网的元件设备尺度特性：
[0070] 按照杆塔及基础、导线及底地线、绝缘子、金具及其他四个方面，分年度分电压等 级统计自然灾害造成其损坏的次数，得到每种电力系统元件设备的主要受灾类型及年度变 化趋势。
[0071] 步骤3,考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闽率用RcT(j)表示，基于W 下公式：
[0072]
[0073] 其中：αι为该电压等级线路的权重，该系数与输电线路的经济传输容量W及输送 距离有关;RcT(j)为该电压等级输电线路的跳闽率，单位为次/百千米;RcT(j)为区域输电线 路综合跳闽率，单位为次/百千米。
[0074] 步骤4,基于灾害对电网影响的分布特性和区域输电线路综合跳闽率，确定灾害的 防范重点。基于灾害分布特性的防范重点，包括根据自然灾害引起电网事件的时间特性，确 定每年中各种自然自然灾害的高发期并加 W重视，同时重点关注近年来引发电网事件呈上 升趋势的自然灾害;根据自然灾害引起电网事件的空间特性，确定各区域电网的主要受灾 类型及变化趋势，对于主要灾害类型及呈上升趋势的灾害进行重点预警及防范;根据自然 灾害引起电网事件的电压等级特性，确定各电压等级的主要受灾类型并进行重点防范;根 据自然灾害引起电网事件的电力系统后果分析，确定不同自然灾害所引发的直流输电线路 和交流输电线路的主要后果类型并进行重点防范;根据自然灾害引起电网事件的电力系统 元件分析，确定不同电力系统元件的主要受灾类型并进行对元件按照灾害形成机理进行针 对性加强和防护。
[0075] 二、下面是采用上述方法的具体一个案例：
[0076] 根据某电网2005年至2011年线路运行报告，整理出包括雷电、覆冰、鸟害、大风、污 秽、山火和其他非自然灾害的跳闽和非计划停运相关数据，从时间、空间、后果、电压等级、 元件设备等5个角度出发，对灾害引发电网故障的分布特性进行分析。
[0077] 其中按照月度统计灾害的跳闽次数，得到灾害影响电网的时间尺度特性，如图2所 /J、- 〇
[0078] 按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闽次数，得到灾害 影响电网的空间尺度特性，如图3所示。
[0079] 按照交流线路跳闽次数，非计划停运次数和重合闽成功率，统计自然灾害造成交 流输电系统事件的后果次数，得到灾害影响电网的后果尺度特性，如图4所示。
[0080] 按照电力系统电压等级，统计自然灾害造成电网跳闽次数，非计划停运次数和重 合闽成功率，得到灾害影响电网的电压等级尺度特性，如图5所示。
[0081] 按照杆塔及基础、导线及底地线、绝缘子、金具及其他四个方面，分年度分电压等 级统计自然灾害造成其损坏的次数，得到灾害影响电网的元件设备尺度特性，如图6所示。
[0082] 参考输电容量较大的交流线路4种电压等级，且根据它们的最大输送容量和最大 输送距离计算出权重值，如表1所示。
[0083] 表1各等级输电线路权重参照表
[0084]
[0085] 依此计算出区域输电线路综合跳闽率，如表2所示。2009~2011年灾害对该电网造 成影响的区域输电线路综合跳闽率如图7所示。
[0086] 表1灾害影响区域电网的输电线路综合跳闽率
[0087]
[0088] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可W对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1. 一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，其特征在于，基于时间、空间、后果、电压 等级、元件设备5个尺度，对灾害影响电网的分布特性和严重程度进行量化分析，具体包括 以下步骤： 步骤1，确定影响电网的雷电、覆冰、污秽、鸟害、大风五个主要灾害类型和评价灾害影 响电网程度的跳闸次数、非计划停运次数、跳闸率、非计划停运率、重合闸成功率五个可靠 性指标;具体是： 指标一:定义跳闸次数NT(j)表示，其中灾害j引发电网跳闸的次数，其单位为次； 指标二:定义非计划停运次数~_(」），其中灾害j引发电网跳闸的次数，其单位为次； 指标三:定义跳闸率Rt( j)，基于以下公式：其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RT(j)为输电线路的跳闸率，单 位为次/百千米，NT(j)为输电线路的跳闸次数； 指标四：定义非计划停运率1?_( j)，基于以下公式：其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RNPQ( j)为非计划停运率，单位 为次/百千米，N_(j)为输电线路的非计划停运次数； 指标五:定义重合闸成功率Rrs( j)，基于以下公式：其中，Rrs (j)为重合闸故障率，无量纲;Nt( j)为跳闸次数;Nnpq (j)为输电设备非计划停 运的次数； 步骤2,从时间、空间、后果、电压等级、元件设备5个尺度出发，得到灾害引发电网故障 的分布特性;包括以下步骤： 步骤2.1，灾害影响电网的时间尺度特性 按照月度统计灾害的跳闸次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害在一年中对电网 影响严重程度的变化趋势；按照年度统计近年来灾害的跳闸次数和非计划停运次数，得到 每种自然灾害的在近年来对电网影响严重程度的变化趋势； 步骤2.2，灾害影响电网的空间尺度特性 按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闸次数，并对不同灾害 在各区域电网跳闸次数所占比例进行计算，得到每个区域电网的主要受灾类型；分年度统 计灾害在区域电网造成的跳闸次数及所占比例，得到区域电网受灾类型分布的年度变化趋 势； 步骤2.3，自灾害影响电网的后果尺度特性 按照直流线路一次全压重启成功、二次全压重启成功、降压重启成功、单极强迫停运、 双极强迫停运以及跳闸和非计划停运，统计自然灾害造成直流输电系统事件的后果次数， 得到每种灾害最容易引发的直流输电系统事件的后果类型；按照交流线路跳闸次数，非计 划停运次数和重合闸成功率，统计自然灾害造成交流输电系统事件的后果次数，得到每种 灾害最容易引发的交流输电系统事件的后果类型； 步骤2.4，灾害影响电网的电压等级尺度特性 按照电力系统电压等级，分年度统计自然灾害造成电网跳闸次数，非计划停运次数和 重合闸成功率，得到每一个电压等级的主要受灾类型及其年度变化趋势； 步骤2.5，灾害影响电网的元件设备尺度特性 按照杆塔及基础、导线及底地线、绝缘子、金具及其他四个方面，分年度分电压等级统 计自然灾害造成其损坏的次数，得到每种电力系统元件设备的主要受灾类型及年度变化趋 势； 步骤3,结合上述尺度，采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率对自然 灾害影响电网的严重程度进行量化分析； 步骤4,基于灾害影响电网的分布特性和量化分析结果，确定灾害影响电网的分布规律 和防范重点。2.根据权利要求1所述的一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，其特征在于，所述 步骤3中考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率用RCT(j)表示，基于以下公式：其中为该电压等级线路的权重，该系数与输电线路的经济传输容量以及输送距离有 关;RCT(j)为该电压等级输电线路的跳闸率，单位为次/百千米;RctU)为区域输电线路综合 跳闸率，单位为次/百千米。
【专利摘要】本发明涉及一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法。本分析方法基于层次分析法建立了灾害影响电网多层次评价体系，首先对考虑灾害的电网总体情况进行分析，确定了电力系统受灾类型和灾害影响电力系统的可靠性指标，之后基于上述可靠性指标，从时间、空间、后果、电压等级、元件设备等不同角度出发，研究灾害影响电网的分布特性，接着采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率对自然灾害影响电网的严重程度进行量化分析，最后对不同灾害的分布特性进行了排序和总结，确定了灾害的防范重点。该分析方法考虑了自然灾害对电网的多个影响因素，能够对各种自然灾害对电网的影响能力进行综合对比分析，具有很强的全面性和客观性。
【IPC分类】G06F17/50, G06Q50/06
【公开号】CN105488308
【申请号】CN201610036873
【发明人】黄涌, 王骏, 赵洁, 刘涤尘, 赵红生, 王波, 乔立, 赵语
【申请人】国家电网公司, 国网湖北省电力公司经济技术研究院, 武汉大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月20日
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统风险评估技术领域，具体设及一种灾害影响电网的多尺度综 合分析方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，全球极端气候变化导致灾害事件明显增多，灾害事件的频繁发生增加了 掌控电网安全稳定运行的难度，也对电网可靠供电提出了更高的要求。我国影响电力系统 的自然灾害具有多样性、频繁性和区域性等特点，为了加强电网应对灾变的能力，进而建立 灾害预警机制，应根据灾害对电网影响的时空分布等特性进行有针对性地研究和布防。
[0003] 目前，自然灾害对电力系统影响的研究主要集中于影响后果的统计和分析。在具 体研究过程中，该方法仅局限于对自然灾害造成电网故障的后果及严重程度进行分析，没 有深入考虑自然灾害的时间特性、空间特性W及输电线路的电压等级等其他因素，难W针 对自然灾害对电力系统的影响进行全面客观的评价，有较大局限性。
[0004] 因此，如何对灾害影响电网的特征信息进行多层次、多尺度、多指标的综合分析， 全面客观地反映自然灾害对电力系统影响的规律，对于提高电网的抗灾能力具有重要意 义。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术的不足，提出了一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法。
[0006] 本分析方法基于层次分析法建立了灾害影响电网多层次评价体系，首先对考虑灾 害的电网总体情况进行分析，确定了电力系统受灾类型和灾害影响电力系统的可靠性指 标，之后基于上述可靠性指标，从时间、空间、后果、电压等级、元件设备等不同角度出发，研 究灾害影响电网的分布特性，接着采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闽率 对自然灾害影响电网的严重程度进行量化分析，最后对不同灾害的分布特性进行了排序和 总结，确定了灾害的防范重点。
[0007] -种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，其特征在于，基于时间、空间、后果、电 压等级、元件设备5个尺度，对灾害影响电网的分布特性和严重程度进行量化分析，具体包 括W下步骤：
[000引步骤1，确定影响电网的雷电、覆冰、污秽、鸟害、大风五个主要灾害类型和评价灾 害影响电网程度的跳闽次数、非计划停运次数、跳闽率、非计划停运率、重合闽成功率五个 可靠性指标;具体是：
[0009] 指标一:定义跳闽次数Ντ?)表示，其中灾害j引发电网跳闽的次数，其单位为次；
[0010] 指标二:定义非计划停运次数NnpoO)，其中灾害j引发电网跳闽的次数，其单位为 次；
[001 U 指标立:定义跳闽率Rt( j)，基于W下公式：
[0012]
[0013] 其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RT(j)为输电线路的跳闽 率，单位为次/百千米，化(j)为输电线路的跳闽次数；
[0014] 指标四：定义非计划停运率RnpqO)，基于W下公式：
[0015]
[0016] 其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RNPO(j)为非计划停运率， 单位为次/百千米，NNPO(j)为输电线路的非计划停运次数；
[0017]指标五:定义重合闽成功率RRS(j)，基于W下公式：
[001 引
[0019]其中，RRS(j)为重合闽故障率，无量纲;NT(j)为跳闽次数;NNPO(j)为输电设备非计 划停运的次数。
[0020]步骤2,从时间、空间、后果、电压等级、元件设备5个尺度出发，得到灾害引发电网 故障的分布特性;包括W下步骤：
[0021 ]步骤2.1，灾害影响电网的时间尺度特性：
[0022] 按照月度统计灾害的跳闽次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害在一年中对 电网影响严重程度的变化趋势;按照年度统计近年来灾害的跳闽次数和非计划停运次数， 得到每种自然灾害的在近年来对电网影响严重程度的变化趋势。
[0023] 步骤2.2，灾害影响电网的空间尺度特性：
[0024] 按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闽次数，并对不同 灾害在各区域电网跳闽次数所占比例进行计算，得到每个区域电网的主要受灾类型;分年 度统计灾害在区域电网造成的跳闽次数及所占比例，得到区域电网受灾类型分布的年度变 化趋势。
[0025] 步骤2.3，自灾害影响电网的后果尺度特性：
[0026] 按照直流线路一次全压重启成功、二次全压重启成功、降压重启成功、单极强迫停 运、双极强迫停运W及跳闽和非计划停运，统计自然灾害造成直流输电系统事件的后果次 数，得到每种灾害最容易引发的直流输电系统事件的后果类型;按照交流线路跳闽次数，非 计划停运次数和重合闽成功率，统计自然灾害造成交流输电系统事件的后果次数，得到每 种灾害最容易引发的交流输电系统事件的后果类型。
[0027] 步骤2.4，灾害影响电网的电压等级尺度特性：
[0028] 按照电力系统电压等级，分年度统计自然灾害造成电网跳闽次数，非计划停运次 数和重合闽成功率，得到每一个电压等级的主要受灾类型及其年度变化趋势。
[0029] 步骤2.5，灾害影响电网的元件设备尺度特性：
[0030] 按照杆塔及基础、导线及底地线、绝缘子、金具及其他四个方面，分年度分电压等 级统计自然灾害造成其损坏的次数，得到每种电力系统元件设备的主要受灾类型及年度变 化趋势。
[0031] 步骤3,结合上述尺度，采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闽率对 自然灾害影响电网的严重程度进行量化分析；
[0032] 步骤4,基于灾害影响电网的分布特性和量化分析结果，确定灾害影响电网的分布 规律和防范重点。
[0033] 在上述的一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，所述步骤3中考虑不同电压 等级权重的区域输电线路综合跳闽率用RcT(j)表示，基于W下公式：
[0034]
[0035] 其中：αι为该电压等级线路的权重，该系数与输电线路的经济传输容量W及输送 距离有关;RcT(j)为该电压等级输电线路的跳闽率，单位为次/百千米;RcT(j)为区域输电线 路综合跳闽率，单位为次/百千米。
[0036] 因此，本发明具有如下优点：1.本发明提出的5项判定指标不仅考虑了灾害引发系 统跳闽，还考虑了非计划停运W及自动重合闽的情况，综合分析了灾害对电网的影响因素； 2.本发明所提出的分析方法可W考虑各种自然灾害对电网在时间、空间、电压等级、电网事 件后果及电力系统原件的影响，具有全面性和通用性;3.本发明提供的分析方法能够得到 自然灾害的分布特性，为电力系统运行人员的针对性防灾部署提供有效建议。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明的流程图。
[0038] 图2为本发明得到的灾害影响电网的时间尺度特性图。
[0039 ]图3为本发明得到的灾害影响电网的空间尺度特性图。
[0040] 图4为本发明得到的灾害影响电网的后果尺度特性图。
[0041] 图5为本发明得到的灾害影响电网的电压等级尺度特性图。
[0042] 图6为本发明得到的灾害影响电网的元件设备尺度特性图。
[0043] 图7为本发明得到的灾害影响电网的区域输电线路综合跳闽率特性图。
【具体实施方式】
[0044] 下面是本发明的优选实施例，并结合附图，对本发明的具体应用作进一步说明。
[0045] 实施例：
[0046] -、首先，介绍一下本发明设及的方法原理：
[0047] 本发明具体包括W下步骤：
[004引步骤1，确定影响电网的雷电、覆冰、污秽、鸟害、大风等五个主要灾害类型和评价 灾害影响电网程度的跳闽次数、非计划停运次数、跳闽率、非计划停运率、重合闽成功率等 五个可靠性指标；
[0049] 灾害影响电网程度的5种可靠性指标，其中跳闽次数用Ντ?)表示，具体指代灾害j 引发电网跳闽的次数，其单位为次；
[0050] 非计划停运次数用NNPO(j)表示，具体指代灾害j引发电网跳闽的次数，其单位为 次；
[0化1] 跳闽率用RT(j)表示，基于W下公式：
[0化2]
[0053] 其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RT(j)为输电线路的跳闽 率，单位为次/百千米，化(j)为输电线路的跳闽次数；
[0054] 非计划停运率用RNPQ(j)表示，基于W下公式：
[0化5]
[0056] 其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RNPO(j)为非计划停运率， 单位为次/百千米，Nnpo( j)为输电线路的非计划停运次数；
[0057] 重合闽成功率用化s(j)表示，基于W下公式：
[0化引
[0059] 其中，化s(j)为重合闽故障率，无量纲;Ντ?)为跳闽次数;NNPO(j)为输电设备非计 划停运的次数。
[0060] 步骤2,从时间、空间、后果、电压等级、元件设备等5个角度出发，对灾害引发电网 故障的分布特性进行分析；
[0061 ]步骤2.1，灾害影响电网的时间尺度特性：
[0062] 按照月度统计灾害的跳闽次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害在一年中对 电网影响严重程度的变化趋势;按照年度统计近年来灾害的跳闽次数和非计划停运次数， 得到每种自然灾害的在近年来对电网影响严重程度的变化趋势。
[0063] 步骤2.2，灾害影响电网的空间尺度特性：
[0064 ] 按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闽次数，并对不同 灾害在各区域电网跳闽次数所占比例进行计算，得到每个区域电网的主要受灾类型;分年 度统计灾害在区域电网造成的跳闽次数及所占比例，得到区域电网受灾类型分布的年度变 化趋势。
[0065] 步骤2.3，灾害影响电网的后果尺度特性：
[0066] 按照直流线路一次全压重启成功、二次全压重启成功、降压重启成功、单极强迫停 运、双极强迫停运W及跳闽和非计划停运，统计自然灾害造成直流输电系统事件的后果次 数，得到每种灾害最容易引发的直流输电系统事件的后果类型;按照交流线路跳闽次数，非 计划停运次数和重合闽成功率，统计自然灾害造成交流输电系统事件的后果次数，得到每 种灾害最容易引发的交流输电系统事件的后果类型。
[0067] 步骤2.4，灾害影响电网的电压等级尺度特性：
[0068] 按照电力系统电压等级，分年度统计自然灾害造成电网跳闽次数，非计划停运次 数和重合闽成功率，得到每一个电压等级的主要受灾类型及其年度变化趋势。
[0069] 步骤2.5，灾害影响电网的元件设备尺度特性：
[0070] 按照杆塔及基础、导线及底地线、绝缘子、金具及其他四个方面，分年度分电压等 级统计自然灾害造成其损坏的次数，得到每种电力系统元件设备的主要受灾类型及年度变 化趋势。
[0071] 步骤3,考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闽率用RcT(j)表示，基于W 下公式：
[0072]
[0073] 其中：αι为该电压等级线路的权重，该系数与输电线路的经济传输容量W及输送 距离有关;RcT(j)为该电压等级输电线路的跳闽率，单位为次/百千米;RcT(j)为区域输电线 路综合跳闽率，单位为次/百千米。
[0074] 步骤4,基于灾害对电网影响的分布特性和区域输电线路综合跳闽率，确定灾害的 防范重点。基于灾害分布特性的防范重点，包括根据自然灾害引起电网事件的时间特性，确 定每年中各种自然自然灾害的高发期并加 W重视，同时重点关注近年来引发电网事件呈上 升趋势的自然灾害;根据自然灾害引起电网事件的空间特性，确定各区域电网的主要受灾 类型及变化趋势，对于主要灾害类型及呈上升趋势的灾害进行重点预警及防范;根据自然 灾害引起电网事件的电压等级特性，确定各电压等级的主要受灾类型并进行重点防范;根 据自然灾害引起电网事件的电力系统后果分析，确定不同自然灾害所引发的直流输电线路 和交流输电线路的主要后果类型并进行重点防范;根据自然灾害引起电网事件的电力系统 元件分析，确定不同电力系统元件的主要受灾类型并进行对元件按照灾害形成机理进行针 对性加强和防护。
[0075] 二、下面是采用上述方法的具体一个案例：
[0076] 根据某电网2005年至2011年线路运行报告，整理出包括雷电、覆冰、鸟害、大风、污 秽、山火和其他非自然灾害的跳闽和非计划停运相关数据，从时间、空间、后果、电压等级、 元件设备等5个角度出发，对灾害引发电网故障的分布特性进行分析。
[0077] 其中按照月度统计灾害的跳闽次数，得到灾害影响电网的时间尺度特性，如图2所 /J、- 〇
[0078] 按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闽次数，得到灾害 影响电网的空间尺度特性，如图3所示。
[0079] 按照交流线路跳闽次数，非计划停运次数和重合闽成功率，统计自然灾害造成交 流输电系统事件的后果次数，得到灾害影响电网的后果尺度特性，如图4所示。
[0080] 按照电力系统电压等级，统计自然灾害造成电网跳闽次数，非计划停运次数和重 合闽成功率，得到灾害影响电网的电压等级尺度特性，如图5所示。
[0081] 按照杆塔及基础、导线及底地线、绝缘子、金具及其他四个方面，分年度分电压等 级统计自然灾害造成其损坏的次数，得到灾害影响电网的元件设备尺度特性，如图6所示。
[0082] 参考输电容量较大的交流线路4种电压等级，且根据它们的最大输送容量和最大 输送距离计算出权重值，如表1所示。
[0083] 表1各等级输电线路权重参照表
[0084]
[0085] 依此计算出区域输电线路综合跳闽率，如表2所示。2009~2011年灾害对该电网造 成影响的区域输电线路综合跳闽率如图7所示。
[0086] 表1灾害影响区域电网的输电线路综合跳闽率
[0087]
[0088] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可W对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1. 一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，其特征在于，基于时间、空间、后果、电压 等级、元件设备5个尺度，对灾害影响电网的分布特性和严重程度进行量化分析，具体包括 以下步骤： 步骤1，确定影响电网的雷电、覆冰、污秽、鸟害、大风五个主要灾害类型和评价灾害影 响电网程度的跳闸次数、非计划停运次数、跳闸率、非计划停运率、重合闸成功率五个可靠 性指标;具体是： 指标一:定义跳闸次数NT(j)表示，其中灾害j引发电网跳闸的次数，其单位为次； 指标二:定义非计划停运次数~_(」），其中灾害j引发电网跳闸的次数，其单位为次； 指标三:定义跳闸率Rt( j)，基于以下公式：其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RT(j)为输电线路的跳闸率，单 位为次/百千米，NT(j)为输电线路的跳闸次数； 指标四：定义非计划停运率1?_( j)，基于以下公式：其中：L为特定电压等级输电线路的长度，单位为百千米，RNPQ( j)为非计划停运率，单位 为次/百千米，N_(j)为输电线路的非计划停运次数； 指标五:定义重合闸成功率Rrs( j)，基于以下公式：其中，Rrs (j)为重合闸故障率，无量纲;Nt( j)为跳闸次数;Nnpq (j)为输电设备非计划停 运的次数； 步骤2,从时间、空间、后果、电压等级、元件设备5个尺度出发，得到灾害引发电网故障 的分布特性;包括以下步骤： 步骤2.1，灾害影响电网的时间尺度特性 按照月度统计灾害的跳闸次数和非计划停运次数，得到每种自然灾害在一年中对电网 影响严重程度的变化趋势；按照年度统计近年来灾害的跳闸次数和非计划停运次数，得到 每种自然灾害的在近年来对电网影响严重程度的变化趋势； 步骤2.2，灾害影响电网的空间尺度特性 按照区域电网划分，统计自然灾害引起电网事件近年来累计跳闸次数，并对不同灾害 在各区域电网跳闸次数所占比例进行计算，得到每个区域电网的主要受灾类型；分年度统 计灾害在区域电网造成的跳闸次数及所占比例，得到区域电网受灾类型分布的年度变化趋 势； 步骤2.3，自灾害影响电网的后果尺度特性 按照直流线路一次全压重启成功、二次全压重启成功、降压重启成功、单极强迫停运、 双极强迫停运以及跳闸和非计划停运，统计自然灾害造成直流输电系统事件的后果次数， 得到每种灾害最容易引发的直流输电系统事件的后果类型；按照交流线路跳闸次数，非计 划停运次数和重合闸成功率，统计自然灾害造成交流输电系统事件的后果次数，得到每种 灾害最容易引发的交流输电系统事件的后果类型； 步骤2.4，灾害影响电网的电压等级尺度特性 按照电力系统电压等级，分年度统计自然灾害造成电网跳闸次数，非计划停运次数和 重合闸成功率，得到每一个电压等级的主要受灾类型及其年度变化趋势； 步骤2.5，灾害影响电网的元件设备尺度特性 按照杆塔及基础、导线及底地线、绝缘子、金具及其他四个方面，分年度分电压等级统 计自然灾害造成其损坏的次数，得到每种电力系统元件设备的主要受灾类型及年度变化趋 势； 步骤3,结合上述尺度，采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率对自然 灾害影响电网的严重程度进行量化分析； 步骤4,基于灾害影响电网的分布特性和量化分析结果，确定灾害影响电网的分布规律 和防范重点。2.根据权利要求1所述的一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法，其特征在于，所述 步骤3中考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率用RCT(j)表示，基于以下公式：其中为该电压等级线路的权重，该系数与输电线路的经济传输容量以及输送距离有 关;RCT(j)为该电压等级输电线路的跳闸率，单位为次/百千米;RctU)为区域输电线路综合 跳闸率，单位为次/百千米。
【专利摘要】本发明涉及一种灾害影响电网的多尺度综合分析方法。本分析方法基于层次分析法建立了灾害影响电网多层次评价体系，首先对考虑灾害的电网总体情况进行分析，确定了电力系统受灾类型和灾害影响电力系统的可靠性指标，之后基于上述可靠性指标，从时间、空间、后果、电压等级、元件设备等不同角度出发，研究灾害影响电网的分布特性，接着采用考虑不同电压等级权重的区域输电线路综合跳闸率对自然灾害影响电网的严重程度进行量化分析，最后对不同灾害的分布特性进行了排序和总结，确定了灾害的防范重点。该分析方法考虑了自然灾害对电网的多个影响因素，能够对各种自然灾害对电网的影响能力进行综合对比分析，具有很强的全面性和客观性。
【IPC分类】G06F17/50, G06Q50/06
【公开号】CN105488308
【申请号】CN201610036873
【发明人】黄涌, 王骏, 赵洁, 刘涤尘, 赵红生, 王波, 乔立, 赵语
【申请人】国家电网公司, 国网湖北省电力公司经济技术研究院, 武汉大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月20日
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