PDF《电网雷击故障概率的时空在线预警》

D O I :

1 0.

7 5

0 0 / A E P S

2 0

1 3

0 6

0 6

0 1

2 电网雷击故障概率的时空在线预警 谢云云1,

2 ,薛禹胜2,

3 ,王昊昊2 ,徐泰山2 ,董朝阳4 ,金学成5 ( 1. 南京理工大学自动化学院,江苏省南京市

2 1

0 0

9 4;

2. 南瑞集团公司( 国网电力科学研究院) ,江苏省南京市

2 1

0 0

0 3;

3. C e n t r e f o r I n t e l l i g e n tE l e c t r i c i t yN e t w o r k s , T h eU n i v e r s i t yo fN e w c a s t l e ,N SW2

3 0 8,澳大利亚;

4. S c h o o l o fE l e c t r i c a l a n dI n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g , T h eU n i v e r s i t yo fS y d n e y ,N SW2

0 0 6,澳大利亚;

5. 江西省电力公司,江西省南昌市

3 3

0 0

7 7 ) 摘要:分析雷电的实时演化过程对电力设备故障概率的影响途径, 理清需要采集的信息, 提出电网 的雷击故障概率时空变化的预警算法.先根据当前时段的雷电信息, 划分雷电分区;

再与上一时段 的分区相关联, 并据此预报未来时段雷电概率在地域上的演变趋势.实现与电力系统安全稳定分 析功能的一体化, 用时空分布的预报概率代替传统使用的年平均雷击故障率, 在线修改安全稳定性 分析软件模块中的预想故障表, 使概率大的潜在故障得到及时的详细分析.在停电防御系统的实 际工程应用中加入了对雷暴灾害的自适应能力, 提高了预警水平. 关键词:雷暴灾害;

故障概率;

预警;

在线应用;

停电防御智能化 收稿日期:

2 0

1 3 -

0 6 -

0 6;

修回日期:

2 0

1 3 -

0 6 -

2 6. 国家重点基础研究发展计划(973计划)资 助项目(2013CB228204);

国家自然科学基金重大项目(

9 1

0 2

4 0

2 8) ;

国家电网公司大电网重大专项资助项目( S G C C - MP L G

0 0

3 -

2 0

1 2 ) ;

国家电网公司科技项目( Y S

1 1

0 0 2) ;

江苏省自然科学 基金资助项目(BK2011136) ;

A R C L P

1 2

0 1

0 0

3 0 2;

A R CD P

1 2

0 1

0 1

3 4 5.

0 引言 国内外的大停电事故提醒我们不能忽视外部自 然灾害对电力系统的危害[

1 - 5] .其中, 雷击是造成线 路闪络的主要原因, 雷击跳闸一直处于各类故障的 第一位.2

0 0

3 年, 中国66~5

0 0k V 输电线路共跳闸

33 4

3 次,其中因雷击引起13

4 5次,占40.

2 3% [ 6] .2

0 0

4 年, 国家电网公司所属220~

5 0 0k V输电线路共跳闸12

5 3次, 其中因雷击引起

4 1 0次, 占3 2.

7 2% [ 7] .2

0 0

5 年, 国家电 网公司所属系统1

1 0~5

0 0k V输电线路共跳闸22

9 7次, 其中 因雷击引起7

9 7次, 占3 4.

6 9% [ 8] .2

0 0 9年1 1月的 巴西大停电也是由线路雷击故障引起[ 9] . 由于一次系统的造价随着设计标准的提高而急 剧增加, 单靠提高一次设备的设计标准来防御极端 灾害是不现实的, 因此必须同时提升二次系统的技 术水平[

1 0] .现有停电防御系统防御对象是由单个 故障引起的相继开断, 尚不能处理由极端外部环境 造成的群发性故障[

1 1] .为解决这个问题, 防御系统 必须引入气象与环境等信息, 分析相应的风险并及 时预警;

必须将在线评估功能从针对固定的故障集 提升到动态跟踪外部环境, 在线识别高风险的潜在 故障[

1 2] .因此, 雷击跳闸风险的时空分布的在线评 估及正确预警对停电防御极为重要. 为此需要利用各种雷电监测手段, 并开发有效 的信息提取及知识提炼算法, 包含雷击范围的预报, 以及各输电设备遭受雷击故障的概率评估. 一种常用的雷电监测手段是采用多个大气电场 仪组网监测雷电数据, 反演大气电场强度和极性的 分布, 进而预报雷击区域[