[发明专利]一种台风影响电网断线率的预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及气象预警领域，具体是一种台风影响电网断线率的预测方法。

背景技术

中国是台风危害最严重的国家之一，强台风灾害的概率虽然不大，但是发生后却会造成群发性的电网断线，甚至在其他阻塞的推波助澜下演化成电力灾难，其风险不容忽视，为了计算台风及其发生灾害对线路故障率的影响，目前通常采用统计数据，但是难以实现在线预警，无法及时准确的对强台风带来的灾害进行预警。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种台风影响电网断线率的预测方法，具体技术方案如下：

一种台风影响电网断线率的预测方法包括以下步骤：

(1)基础信息收集：收集基础信息，包括气象信息、地形地质信息及电网设备信息；

(2)计算导线上的台风风速：根据步骤(1)中收集到的基础信息对导线上的台风风速进行计算：

①台风路径预测：根据实时数据及气象预报信息，预警台风走向、速率和最大风险的变化率以及下一时刻台风中心位置及最大风速；

②台风风场计算：台风风场某点的背景风速V等于移动风速分量V_d和环流风速分量V_t的向量和：V＝V_d+V_t，其中：

移动风速V_d计算：式中：V₀为台风中心移动风速，R_max为最大风速半径，r为台风风场中某点到台风中心的距离；

环流风速V_r计算：

当r小于R_max时，

当r大于R_max时，式中：V_max为最大风速值；

(3)计算台风导致的导线断线故障率：将导线视为铰链，并假设导线的荷载沿长度均匀分布，故采用斜抛物线计算相关参数；

①在水平风V作用下，忽略顺线路方向的风荷载，每档导线上垂直于导线方向的水平风荷载W₁为：

W₁＝0.625a₁μ₁N’LDV²sin²θ*10^-3，式中：a₁为导线风压不均匀系数；μ₁为导线体型系数；N’为相导线分裂数；L为导线在风荷载下的长度；D为导线外径；θ为风向与导向方向的夹角；

②在风作用下该档导线的总荷载Q及总比载γ分别为：

其中G为导线自重；

③由斜抛物线公式计算导线在风荷载下的长度L为：

式中：l为该档线路挡距；β为悬点间高差角；δ₀为风荷载下导线的水平应力；

④该档导线最大应力

式中：l_m为导线最低点到较高杆塔的水平距离；

⑤采用指数函数拟合导线路风荷载过载断线故障P₁与导线最大应力δ_m间的关系：

当δ_m＜μ₁δ₁时，

当δ_m≥μ₁δ₁时，P₁＝0.01；

其中μ₁δ₁为导线所能承受的极限应力，δ₁为导线的设计应力，μ₁为导线的安全系数，K₁和T₁为与线路参数相关的常数。

进一步，所述步骤(1)中所述气象信息包括历史信息、实时检测和预报信息。

进一步，所述步骤(1)中所述电网设备信息包括导线的风压不均匀系数a₁、导线的安全系数μ₁、导线分裂数N’、导线外径D。

进一步，所述步骤(2)采用GIS模拟台风走向、速率和最大风险的变化率以及下一时刻台风中心位置及最大风速。