【摘要】：近年來,隨著負(fù)荷增長和電網(wǎng)發(fā)展,我國電網(wǎng)的不斷擴(kuò)張,特別是特高壓技術(shù)的日益成熟,使得大容量、長距離的跨區(qū)域輸電線路不斷投入應(yīng)用,線路走廊逐漸延伸至山火多發(fā)地區(qū),山火災(zāi)害引發(fā)的問題愈發(fā)突出。每年的山火多發(fā)季節(jié)或多或少都將出現(xiàn)山火引起輸電線路跳閘的事故,并且大多數(shù)情況下重合閘失敗。山火災(zāi)害具有蔓延區(qū)域廣、爆發(fā)時(shí)間密集等特點(diǎn),能夠造成域內(nèi)多條線路連鎖式跳閘故障,其對(duì)電網(wǎng)的沖擊會(huì)影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,造成電網(wǎng)結(jié)構(gòu)失衡,降低供電可靠性,甚至導(dǎo)致大范圍線路輸電中斷,造成大面積地區(qū)突然出現(xiàn)停電事故,威脅電力系統(tǒng)正常運(yùn)行�？梢哉f,山火災(zāi)害已成為輸電線路跳閘停運(yùn)的重要原因之一。為了降低山火災(zāi)害下電網(wǎng)故障的風(fēng)險(xiǎn),提高山火災(zāi)害防治的效率和針對(duì)性,及時(shí)有效地指定電網(wǎng)故障應(yīng)急處置策略,本文以火點(diǎn)動(dòng)態(tài)亮溫閾值值判識(shí)技術(shù)、三重嵌套氣象數(shù)值計(jì)算模式和電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析方法為基礎(chǔ),以山火條件下輸電線路跳閘的概率計(jì)算和電網(wǎng)線路關(guān)鍵性分析為切入點(diǎn),重點(diǎn)研究了由山火災(zāi)害下電網(wǎng)輸電線路跳閘風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法及應(yīng)對(duì)策略,主要研究內(nèi)容如下:(1)研究了多種電網(wǎng)典型自然災(zāi)害的災(zāi)害故障機(jī)理、災(zāi)害模型及防治措施,分析了各種災(zāi)害的致災(zāi)因子及典型特征;在此基礎(chǔ)上對(duì)電網(wǎng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基礎(chǔ)理論進(jìn)行了詳細(xì)闡述,包括如何定義和表述風(fēng)險(xiǎn),如何針對(duì)災(zāi)害特點(diǎn)進(jìn)行電網(wǎng)故障風(fēng)險(xiǎn)管理等;最后,介紹了電網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)和災(zāi)害障應(yīng)對(duì)與防治措施,作為突發(fā)性自然災(zāi)害引起的電網(wǎng)故障應(yīng)急處理指導(dǎo)依據(jù)。電網(wǎng)自然災(zāi)害險(xiǎn)及預(yù)防基礎(chǔ)理論研究有利于理解自然災(zāi)害與電網(wǎng)故障風(fēng)險(xiǎn)之間的聯(lián)系,是電氣學(xué)、氣象學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科交義研究的理論基礎(chǔ),對(duì)后續(xù)山火災(zāi)害下電網(wǎng)的故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究具有重要指導(dǎo)意義。(2)憑借真型大容量輸電線路山火跳閘試驗(yàn)場的良好試驗(yàn)條件與測量優(yōu)勢,對(duì)輸電線路山火跳閘現(xiàn)場的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,論述了溫度、顆粒以及電子離子濃度對(duì)間隙擊穿的影響,并考慮上述影響條件對(duì)火焰燃燒時(shí)電網(wǎng)線路間隙擊穿機(jī)理進(jìn)行了研究,由此構(gòu)建了輸電線路間隙擊穿模型通過大量歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),總結(jié)了山火的時(shí)間與空間(地理)分布規(guī)律,并以人為致火因素為分析重點(diǎn),閘述了山火高發(fā)期與人類生產(chǎn)、祭祀等活動(dòng)的關(guān)聯(lián)性;基于山火網(wǎng)格密度預(yù)報(bào)酸法,提出了輸電線路山火預(yù)警方法,實(shí)現(xiàn)了線路走廊山火的定量預(yù)測。(3)針對(duì)現(xiàn)有的山火監(jiān)測方法無法廣域?qū)崟r(shí)監(jiān)測火點(diǎn)和獲取線路所處微地形區(qū)域的小尺度氣象數(shù)據(jù),難以準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地分析山火條件下線路跳閘概率的問題,本文提出一種考慮山火災(zāi)害的輸電線路跳閘概率實(shí)時(shí)分析方法。基于同步衛(wèi)星技術(shù)實(shí)現(xiàn)了輸電線路附近山火的實(shí)時(shí)監(jiān)測,提出了多重嵌套的中小尺度氣象預(yù)報(bào)模式以解決氣象數(shù)值預(yù)測精確度與時(shí)效性的矛盾,并基于上述研究基礎(chǔ)提出了綜合考慮降水、植被、風(fēng)場等各種環(huán)境因素的線路跳閘概率實(shí)時(shí)計(jì)算模型。以某省歷史山火高發(fā)期的案例驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性,結(jié)果表明,該方法能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地分析輸電線路山火跳閘概率,為大范圍山火災(zāi)害下電網(wǎng)的安全運(yùn)行和應(yīng)急處置提供重要的數(shù)據(jù)支撐。(4)針對(duì)現(xiàn)有關(guān)鍵路辨識(shí)方法評(píng)估角度單一,且指標(biāo)權(quán)重選取多依靠主觀經(jīng)驗(yàn)的問題,提出了電網(wǎng)輸電線路關(guān)鍵性評(píng)估方法,從線路的運(yùn)行特征與跳閘后果兩個(gè)角度總結(jié)和建立了線路關(guān)鍵性評(píng)價(jià)標(biāo)集;基于超效率數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型,構(gòu)建了多角度的關(guān)鍵線路綜合評(píng)估指標(biāo)體系。以某省歷史山火高發(fā)期為案例分析該方法的有效性,結(jié)果表明該方法能夠?qū)崟r(shí)、有效地辨識(shí)出大范圍災(zāi)害下電網(wǎng)中的關(guān)鍵線路,為大范圍山火災(zāi)害下電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供輔助決策指導(dǎo)。(5)通過統(tǒng)籌分析輸電線路山火跳閘概率及線路在電網(wǎng)中的重要程度,提出了大規(guī)模山火災(zāi)害下輸電線路風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。在此基礎(chǔ)上,基于博弈論原理,以故障風(fēng)險(xiǎn)作為支付函數(shù),求解了電網(wǎng)山火故障應(yīng)對(duì)策略,以此提供能夠?qū)L(fēng)險(xiǎn)降到最低的對(duì)策。在該策略的指導(dǎo)下,從應(yīng)急處置和主動(dòng)防范兩個(gè)角度出發(fā),提出了基于火點(diǎn)動(dòng)態(tài)閾值判識(shí)的山火應(yīng)急處置方法和基于需求側(cè)響應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略。算例結(jié)果表明,上述方法可有效量化火點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的影響程度,優(yōu)化人員、物資、裝備的分布和調(diào)用;改善電網(wǎng)負(fù)荷曲線,從根本上降低電網(wǎng)山火事故的風(fēng)險(xiǎn),保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋１－３邋ＶＩＩＲＳ邋ａｃｔｉｖｅ邋ｆｉｒｅ邋ｇｌｏｂａｌ邋ｍａｐ逡逑與太陽軌道衛(wèi)星（極軌衛(wèi)星）相比，地球靜止衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）提供更高逡逑的時(shí)間分辨率，通常在１０到３０分鐘之間［２９’３（）１，因此，這些衛(wèi)星具有提供山火逡逑行為近實(shí)時(shí)監(jiān)測的潛力。文獻(xiàn)［３１］提出了一種利用地球靜止運(yùn)行環(huán)境衛(wèi)星逡逑（ＧＯＥＳ）主動(dòng)火災(zāi)數(shù)據(jù)模擬白天燃燒Ｋ域的算法。結(jié)果表明，該方法在近實(shí)逡逑時(shí)燃燒面積估計(jì)中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。Ｃａ］ｌｅ邋Ａ．和Ｌａｎｅｖｅ邋Ｇ．等人成功使用第逡逑二代氣象衛(wèi)雖（Ｍｅｔｅｏｓａｔ邋Ｓｅｃｏｎｄ邋Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，，邋ＭＳＧ）搭載的旋轉(zhuǎn)增強(qiáng)可視化紅外逡逑成像儀（Ｓｐｉｎｎｉｎｇ邋Ｅｎｈａｎｃｅｄ邋Ｖｉｓｉｂｌｅ邋ａｎｄ邋Ｉｎｆｒａｒｅｄ邋Ｉｍａｇｅｒ，邋ＳＥＶＩＲＩ）的數(shù)據(jù)，時(shí)間逡逑分辨率為１５分鐘，在希臘和葡萄牙近實(shí)時(shí)探測森林火災(zāi)［３２，３３］。２０１３年，韓國逡逑學(xué)者利用地球靜ｌｈ氣象衛(wèi)星識(shí)別了韓國的山火，總體準(zhǔn)確度超過了探測到的火逡逑災(zāi)活動(dòng)的８５％［３４］。我國學(xué)者則利用多地球靜止衛(wèi)星（ＧＥＯＳ、ＭＳＧ邋ＳＥＶＩＲＩ和逡逑多用途運(yùn)輸衛(wèi)Ｓ邋（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ邋Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ邋Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ，邋ＭＴＳＡＴ））獲取全球生物逡逑質(zhì)燃燒排放產(chǎn)品的數(shù)據(jù)［３（）］。然而，上述研究中使用的地球靜ｉｈ衛(wèi)星數(shù)據(jù)的空間逡逑分辨率一般在４公里以上，因此它們僅適用于較大規(guī)模的火災(zāi)探測，對(duì)于我國逡逑春節(jié)、清明和秋收等時(shí)節(jié)易發(fā)生的局部地區(qū)小規(guī)模山火的監(jiān)測具有一定局限性。逡逑－

華北屯力人學(xué)博Ｉ：學(xué)位論文逡逑和統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，評(píng)估災(zāi)害的強(qiáng)度或等級(jí)、不同強(qiáng)度下災(zāi)害發(fā)生的概率以及逡逑不同強(qiáng)度災(zāi)害發(fā)生后給當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)及用戶造成的影響。逡逑（二）風(fēng)險(xiǎn)的表述逡逑將電網(wǎng)自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)表述為／？，可以從電網(wǎng)ｎ然災(zāi)害事件出現(xiàn)的場景、事逡逑件的概率、事件嚴(yán)重程度等三個(gè)方面進(jìn)行描述｜｜（）１１，即逡逑^+邋Ｗ，〉｝，＃邐（２－１９）逡逑其中５＇，為電網(wǎng)自然災(zāi)窖事件，Ｐ，為該事件出現(xiàn)的可能性，Ｃ，為事件嚴(yán)重性，逡逑＃為電網(wǎng)自然災(zāi)害事件集。逡逑ｔｒ前應(yīng)用最廣泛的是聯(lián)合國在１９９１年提出的風(fēng)險(xiǎn)概念模型表達(dá)式，該表達(dá)逡逑式較好地反映了自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)特征及上述風(fēng)險(xiǎn)表述理念。表達(dá)式如下逡逑Ｒ＝ＨｘＥｘＶ邐（２－２０）逡逑式中為風(fēng)險(xiǎn)；打?yàn)橹聻?zāi)因子，即區(qū)域內(nèi)可能發(fā)生的自然災(zāi)害；五為暴露于逡逑風(fēng)險(xiǎn)中的要素；Ｋ為這些要素的脆弱性。逡逑（三）風(fēng)險(xiǎn)管理逡逑
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM75;TM08

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2705943