台风灾害下电力系统风险辨识研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.目的及意义

随着我国经济和社会的发展,电力需求不断增长,电力系统也得到了飞速发展。电力系统的安全稳定运行相关问题也随着人们对电能需求的日益扩大而越来越得到重视。我国沿海地区如广东、福建、浙江等地,每年均发生台风灾害,对电网的相关设施造成损坏,如倒塔、断线、变电站一次设备的损坏等,对电力系统的安全稳定运行造成威胁的同时,给社会、经济和人民生活造成严重的影响和损失。因此,为了减少台风灾害对电力系统安全稳定运行的威胁和对社会、经济、人民生活的影响和损失,有必要对台风灾害下电力系统的风险辨识进行研究。

1.1国内外台风灾害下电力系统风险评估方面研究现状

电力系统中绝大部分是输电线路和各种器件,且很多都是暴露在自然环境中,容易受到自然环境的影响,因此地理因素、天气情况、人为因素等也关乎电力系统的安全稳定运行。目前,关于台风灾害下电力系统风险辨识的研究主要有两方面:(1)台风气象的相关研究;(2)台风对电力系统的影响研究。而台风对电力系统的影响研究又分为:对设备层面的影响研究、对系统层面的影响研究、对这些影响原因分析和处置应对研究。

1.1.1台风气象的相关研究

风灾是电力系统遇到的最常见的自然灾害之一,尤其在我国东南沿海的省份,台风(国外称之为飓风)更是每年都会有发生。目前对台风气象的研究主要集中在台风风场表面建模以及风场数值特性研究这两方面。文献[1]提出了一种飓风表面的实际建模方法,通过对该模型的升级能够提高对小型、强烈飓风建模的准确性。文献[2] 研究了飓风模拟的风场模型对飓风运动的方程完整非线性解进行了求解并进行了参数化然后可用于仿真,该模型考虑了10分钟平均风速和最大阵风风速,能够很好的用于当飓风的风速超过概率或者限度时的估计。文献[3-6]都对台风的相关预测进行了研究,文献[3-4]从风场边界数值研究的角度,都分别给出了对台风参数进行预测的方法。文献[5] 根据调查提出可用风场和飓风填充模型来推导飓风的风速。文献[6] 描述了飓风气候特征的概率模型和飓风风速场的物理模型。这些对台风气象的相关研究特别是风场建模和台风特性预测为研究台风对电力系统的影响提供了很大的帮助。

1.1.2台风对电力系统的影响研究

(一)对设备层面的影响研究

台风灾害对电力系统的影响在设备层面的影响主要有断线、倒塔、元件停运等。对于台风灾害下输电线路停运问题,主要是研究线路停运概率的计算问题。文献[7-8]都提出了输电线路在大风条件下的停运概率计算方法。不同之处在于,前者是根据台风参数的实时变化,结合线路的风荷载设计水平,建立了恶劣环境条件下的输电线路停运模型,动态地分析线路实时停运概率。而后者的方法则是基于绝缘子风偏模型和g-h分布函数模型,提出了电网大风停运概率计算的新方法。该方法首先通过绝缘子风偏模型计算风偏角和最小空气间隙,并建立了小空气间隙和风偏故障概率的线性函数关系;进而提出基于g-h 分布的大风灾害下电力线路的断线概率计算方法。而台风灾害除了造成元件层面输电线路停运外,还可能会对系统层面即对电网的连锁故障问题。

(二)对系统层面的影响研究

台风灾害对电力系统在“系统层面”的影响研究主要集中在停电计算、连锁故障计算方面。文献[9-12]都对电网的连锁故障的问题进行了研究。文献[9] 提出了一种基于小世界网络的综合加权裕度指标对电网的连锁故障进行预测的方法,文献[10]提出的考虑电网拓扑结构的OPA模型可以研究不同的电网规划方案和参数在较长时间尺度上对电网演化的影响。文献[11]基于图论的方法,具体介绍了怎么样基于图论的方法开展连锁故障的搜查。

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