一種輸變電系統風險預警方法與流程
2023-06-07 13:30:11
本發明涉及一種預警方法，具體是一種輸變電系統風險預警方法。
背景技術：
電力系統規模的不斷擴大和重要性的與日俱增，使社會對電力系統的可靠運行有了更高的要求。電力工作者不僅要解決已經出現的問題，更需要通過風險評估了解設備發生問題的可能性以及問題的嚴重程度。不僅如此，風險評估的數據常常用於電網的運維調度，對電力企業的運行監控、檢修管理、故障處理、現場巡視等都能起到指導作用。同時，架空輸電線路所處環境複雜多變，運行狀態受雨雪、雷電、自然災害等的影響嚴重，有必要對輸電線路的運行風險進行評估，及時發現風險較大的輸電線路，為電網企業制定設備重點管控策略提供技術支撐。當前電網企業的檢修工作模式仍以周期性的計劃檢修為主，隨著電網設備數量的增多，檢修工作量也大大增加，檢修力量不足的問題也越來越突出，工作質量難以保證。利用風險評估結果高效地利用檢修力量，以最優的順序完成最需要的檢修工作，是解決這一問題的關鍵所在。風險評估在所有行業中均是一項複雜而又耗時的工作，由於評估結果摻雜了大量的主觀因素，使評估的數學模型精度偏低，且兼容性差。在電力行業中，目前對輸電線路進行風險評估的主要問題有：1.評價方法簡單，參數固定，結果說服力有限。2.數據獲取難度大，信息不全，評估不夠全面，評估結果不能真實反映設備的風險情況。3.狀態評估與風險評估脫節，電網企業大多只進行了狀態評估環節，後續的檢修、風險評估工作不再關注。4.精度低與不全面的風險評估報告無法反映設備的真實風險，並且評估結果對檢修決策往往影響有限，因此無法有力支持檢修決策的制定。輸電線路的風險主要來源於三個方面，一是外界環境因素，比如雨雪、空氣等對輸電線路構件的腐蝕、大風引起的導(地)線的偏移、人為偷盜對輸電線路的破壞等等；二是自身老化因素，主要是輸電線路部件隨著投運年限的增加而產生的金屬疲勞、裂紋，導線斷股，附屬設施功能失靈等現象；三是輸電線路沿線的突發情況，包括雷擊、山火等自然災害以及電網的突然停電、故障等。由此可見，輸電線路所處的環境複雜，對其進行風險評估需要考慮多方面的因素。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種輸變電系統風險預警方法，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種輸變電系統風險預警方法，所述方法包括以下步驟：步驟S1，建立輸電線路風險評估整體框架，針對輸電線路各部件建立風險評估模型，確立狀態量的量化與求取隸屬度；步驟S2，確立設備運行年限、運行環境和電網運行狀態對輸電線路風險值修正的計算方法和評價標準，定義部件的老化係數、輸電線路的運行環境時間係數和地理位置係數；步驟S3，由各部件的風險值經過一系列修正得到輸電線路的整體風險值，並根據風險評估結果對輸電線路運維進行輔助決策；步驟S4，利用全數字實時仿真APSS系統進行仿真分析，得到不同區段輸電線路,故障的仿真分析圖，並將仿真分析波形與實際故障錄波圖進行比對，波形相似度最高的所對應的區段即為故障最可能發生的具體區段；通過典型故障錄波圖與實際故障錄波圖進行比對，得出最可能的故障原因。
作為本發明進一步的方案：所述步驟S1具體是：①建立分部件的輸電線路風險評估整體框架，該輸電線路風險評估整體框架由基礎、杆塔、導地線、絕緣子、金具、接地裝置、附屬設施和通道環境這8個部件的風險值以及輸電線路所處時段、區段和電網運行狀態信息構成；②建立各部件的風險評估模型所述的各部件的風險評估模型由部件的若干狀態量、歷史故障、缺陷統計數據以及部件的運行年限構成；③量化各狀態量的風險度；④求取各狀態量的隸屬度。
作為本發明進一步的方案：所述利用全數字實時仿真APSS系統進行仿真分析，應選取在故障線路距某變電站80%、60%、40%、20%處四個故障點，分別對母線相電壓、線路電流以及故障期間的零序變量進行仿真分析，並分別得出仿真波形。
作為本發明進一步的方案：所述仿真分析波形與實際故障錄波圖進行比對時，將距某變電站80%處、60%處、40%處、20%處四個故障點仿真分析圖與實際的故障錄波圖進行比對分析，觀察波形發展趨勢，波形相似度最高的所對應的區段即為故障最可能發生的具體區段。
作為本發明再進一步的方案：所述典型故障錄波圖與實際故障錄波圖比對時，將保護動作行為，故障錄波圖及相關特徵量與典型的故障錄波圖進行比對，得出可能的故障原因。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明能夠更準確的確定輸電線路故障發生的區段，有針對性的開展故障巡視，減少線路故障巡視人員的巡視範圍，縮短故障巡視時間；並能夠更準確的確定輸電線路故障發生的原因，提高故障分析的效率。
具體實施方式
下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
本發明實施例中，一種輸變電系統風險預警方法，所述方法包括以下步驟：步驟S1，建立輸電線路風險評估整體框架，針對輸電線路各部件建立風險評估模型，確立狀態量的量化與求取隸屬度；步驟S2，確立設備運行年限、運行環境和電網運行狀態對輸電線路風險值修正的計算方法和評價標準，定義部件的老化係數、輸電線路的運行環境時間係數和地理位置係數；步驟S3，由各部件的風險值經過一系列修正得到輸電線路的整體風險值，並根據風險評估結果對輸電線路運維進行輔助決策；步驟S4，利用全數字實時仿真APSS系統進行仿真分析，得到不同區段輸電線路,故障的仿真分析圖，並將仿真分析波形與實際故障錄波圖進行比對，波形相似度最高的所對應的區段即為故障最可能發生的具體區段；通過典型故障錄波圖與實際故障錄波圖進行比對，得出最可能的故障原因。所述步驟S1具體是：①建立分部件的輸電線路風險評估整體框架，該輸電線路風險評估整體框架由基礎、杆塔、導地線、絕緣子、金具、接地裝置、附屬設施和通道環境這8個部件的風險值以及輸電線路所處時段、區段和電網運行狀態信息構成；②建立各部件的風險評估模型所述的各部件的風險評估模型由部件的若干狀態量、歷史故障、缺陷統計數據以及部件的運行年限構成；③量化各狀態量的風險度；④求取各狀態量的隸屬度。所述利用全數字實時仿真APSS系統進行仿真分析，應選取在故障線路距某變電站80%、60%、40%、20%處四個故障點，分別對母線相電壓、線路電流以及故障期間的零序變量進行仿真分析，並分別得出仿真波形。所述仿真分析波形與實際故障錄波圖進行比對時，將距某變電站80%處、60%處、40%處、20%處四個故障點仿真分析圖與實際的故障錄波圖進行比對分析，觀察波形發展趨勢，波形相似度最高的所對應的區段即為故障最可能發生的具體區段。所述典型故障錄波圖與實際故障錄波圖比對時，將保護動作行為，故障錄波圖及相關特徵量與典型的故障錄波圖進行比對，得出可能的故障原因。
1、故障錄波圖分析。輸電線路發生故障跳閘後，首先提取兩側故障錄波圖，錄波圖特徵應為故障電壓略微下降，故障電流增大不明顯，同時提取某一時刻的電壓與電流值。2、利用全數字實時仿真APSS系統進行仿真分析。確定故障後，根據故障線路地理接線圖、故障錄波圖提取的特徵量等信息，如故障相別與形式、接地電阻估算值、故障發生時刻、故障切除及重合閘時刻等信息，建立仿真分析模型。由於未知故障具體發生地點，應選取在故障線路距某變電站80%、60%、40%、20%處四個故障點，分別對母線相電壓、線路電流以及故障期間的零序變量進行仿真分析，並分別得出仿真波形。3、仿真分析波形與故障錄波圖比對。將距某變電站80%處、60%處、40%處、20%處四個故障點仿真分析圖與實際的故障錄波圖進行比對分析，觀察波形發展趨勢，波形相似度最高的所對應的區段即為故障最可能發生的具體區段。若實際故障錄波圖與80%處的故障錄波圖最為相似，則故障最可能發生在距變電站80%附近。4、故障錄波圖與典型故障錄波圖的比較。將保護動作行為，故障錄波圖及相關特徵量與典型的高阻接地故障錄波圖進行比對，如樹竹放電、吊車碰線、鳥巢短接、異物短接等，得出可能的故障原因。若通過比對，實際故障錄波圖與樹竹放電、鳥巢短接和異物短接相似，則該次故障可能為樹竹放電、鳥巢短接或異物短接。5、根據故障發生的時間、季節特徵、輸電線路的所處的地形等，可排除部分故障原因，並得出發生概率最高的故障原因。如故障線路地處平原，線路走廊無樹竹，則可排除樹竹放電可能，若本次故障正好又發生在鳥類繁殖的春季，則本次故障最有可能的原因為鳥巢短接。6、現場巡線確認。根據仿真分析得出的區段和最可能的故障原因，有針對性的開展故障巡視。
對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。