【摘要】：伴隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展和全球變暖、霧霾增多、氣象多變及強(qiáng)對(duì)流天氣的增多,由惡劣(極端)天氣造成的輸電線(xiàn)路、輸電鐵塔故障頻繁發(fā)生,嚴(yán)重威脅了電網(wǎng)的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。冰風(fēng)暴(覆冰)是冬季里極易發(fā)生的自然現(xiàn)象,其持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),對(duì)輸電線(xiàn)路、輸電鐵塔的影響非常明顯,易導(dǎo)致斷線(xiàn)倒塔事故發(fā)生。夏季的高溫,則容易導(dǎo)致輸電線(xiàn)路弧垂加大,增加輸電線(xiàn)路的閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)高溫導(dǎo)致負(fù)荷需求增加,引起輸電線(xiàn)路傳輸功率加大,加大了傳功功率越限的風(fēng)險(xiǎn)。夏季也容易發(fā)生暴風(fēng)雨現(xiàn)象,導(dǎo)致輸電線(xiàn)路、輸電鐵塔振蕩,造成斷線(xiàn)倒塔事故發(fā)生。同時(shí),在一些地區(qū),暴雨會(huì)對(duì)鐵塔塔基造成損壞,進(jìn)一步加劇了倒塔風(fēng)險(xiǎn)。雷電現(xiàn)象生效時(shí)間短、變化快,引發(fā)的線(xiàn)路跳閘事件在電網(wǎng)故障統(tǒng)計(jì)中所占比例極大。各種自然災(zāi)害尤其是大范圍的災(zāi)害性天氣對(duì)輸電線(xiàn)路造成的損壞比電氣事故的影響更為嚴(yán)重惡劣,對(duì)計(jì)及氣象信息的電網(wǎng)可靠性分析的研究具有重要意義。針對(duì)上述問(wèn)題,本文對(duì)計(jì)及氣象信息的條件下對(duì)安徽電網(wǎng)的氣象預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行深化研究。本文的研究?jī)?nèi)容及主要成果如下:(1)提出了冰-風(fēng)荷載導(dǎo)致斷線(xiàn)倒塔的改進(jìn)模型及求解方法:采用“峰度法”計(jì)算凍雨量和風(fēng)速的廣義帕累托分布(GPD)的閾值參數(shù);提出了冰、風(fēng)荷載模型中雙重積分的有效求解方法;計(jì)算鐵塔兩側(cè)不平衡張力時(shí),計(jì)及風(fēng)速的時(shí)變特性。(2)建立了溫度—弧垂計(jì)算模型,在此基礎(chǔ)上提出了弧垂風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)來(lái)對(duì)弧垂對(duì)線(xiàn)路的安全運(yùn)行造成的影響進(jìn)行評(píng)估,從而得到輸電線(xiàn)路的弧垂停運(yùn)概率;同時(shí),對(duì)基于線(xiàn)路潮流及基于外界環(huán)境因素(高溫)的線(xiàn)路停運(yùn)概率進(jìn)行分析,建立了輸電線(xiàn)路綜合停運(yùn)概率模型。(3)對(duì)風(fēng)雨荷載共同作用下的輸電線(xiàn)路可靠性、輸電線(xiàn)路斷線(xiàn)概率進(jìn)行了研究。建立了輸電線(xiàn)路在風(fēng)、雨荷載單獨(dú)作用下的斷線(xiàn)概率模型,提出了風(fēng)、雨荷載單獨(dú)作用下鐵塔對(duì)輸電線(xiàn)路反作用的鐵塔風(fēng)荷載、雨荷載反作用影響因子;以及建立了輸電線(xiàn)路在風(fēng)雨共同作用下聯(lián)合斷線(xiàn)概率模型。并對(duì)所建立模型進(jìn)行了求解驗(yàn)證。(4)在對(duì)基于三時(shí)次雷區(qū)信息的電網(wǎng)雷擊跳閘概率計(jì)算新方法深入理解的基礎(chǔ)上,采用如下兩種雷擊預(yù)警模型:架空輸電線(xiàn)路雷擊閃絡(luò)預(yù)警模型和架空輸電線(xiàn)路繞擊故障概率分析及預(yù)警模型對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。
[Abstract]:With the rapid development of power grid and global warming, the increase of haze, the increase of weather variability and strong convection, transmission lines caused by severe (extreme) weather, transmission tower failures occur frequently. It is a serious threat to the safe and reliable economic operation of the power grid. Ice storm (icing) is a natural phenomenon which is easy to occur in winter. It lasts for a long time, and the influence on transmission line and transmission tower is very obvious. The high temperature in summer will easily lead to the increase of transmission line arc, increase the risk of transmission line flashover, at the same time, the high temperature will lead to the increase of load demand, which will increase the transmission power of transmission line, and increase the risk of power transmission beyond the limit. Storms also occur in summer, resulting in oscillations of transmission lines and transmission towers, and accidents of broken and inverted towers. At the same time, in some areas, torrential rain can damage the tower, further increasing the risk of tower collapse. The lightning phenomenon has a short effective time and changes rapidly, which causes a great proportion of line tripping events in power network fault statistics. The damage caused by various natural disasters, especially in a large scale, is more serious than that caused by electrical accidents, so it is of great significance to study the reliability analysis of power grid taking into account meteorological information. In order to solve the above problems, the meteorological early warning system of Anhui Power Grid is studied in this paper under the condition of taking meteorological information into account. The contents and main results of this paper are as follows: (1) an improved model and solution method for the broken tower caused by ice-wind load are proposed. The threshold parameters of the generalized Pareto distribution (GPD) of freezing rain and wind speed are calculated by kurtosis method, and the ice is presented. The effective solution method of double integral in wind load model and the time-varying characteristics of wind speed are taken into account when calculating the unbalanced tension on both sides of the tower. (2) the temperature-sag calculation model is established. On this basis, the sag risk index is proposed to evaluate the influence of sag on the safe operation of transmission line, and the probability of sag outage of transmission line is obtained. The probabilities of line outage based on line power flow and environment factors (high temperature) are analyzed, and the probabilistic model of comprehensive outage of transmission line is established. (3) the reliability of transmission line under wind and rain load is analyzed. Transmission line breakage probability is studied. The probabilistic model of transmission line breakage under the action of wind and rain load is established, and the wind load of tower and the influence factor of rain load reaction to transmission line under wind and rain load alone are put forward. And the probabilistic model of joint breakage of transmission line under the action of wind and rain is established. The model is solved and verified. (4) on the basis of deeply understanding the new method of calculating lightning tripping probability based on 03:00 minefield information, Two kinds of lightning warning models are adopted: lightning flashover warning model of overhead transmission line and fault probability analysis and early warning model of overhead transmission line.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM732

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本文編號(hào)：2284238