一种输电线路山火灾害的风险评估与应急决策方法

摘要

本发明公开了一种基于输电线路山火灾害风险评估以及应急决策方法。该方法结合输电线路山火跳闸机理计算现场山火引起输电线路跳闸的概率，并计算线路跳闸后的负荷损失，根据跳闸概率及负荷损失评估出跳闸风险值。然后根据输电线路电压等级、山火跳闸综合负荷损失量、山火跳闸风险值计算输电线路现场山火处置优先级，科学地给出配置可供支配资源的最优决策方案。使用该方法应可达到快速准确并以最佳方案处置山火效果，亦应思路新颖、流程清晰，可为输电线路山火现场处置提供一种既高效又经济的技术手段。

主权项

一种输电线路山火灾害的风险评估与应急决策方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、收集火点卫星监测数据，即在线收集火点数据信息，该数据信息包括火点的坐标、火场面积；(2)、获取输电线路山火告警信息，即将火点信息导入到输电线路山火监测及预警系统中，结合输电线路山火监测及预警系统中的线路杆塔坐标，得到输电线路山火告警信息；(3)、获取输电线路山火现场信息；(4)、计算输电线路因山火跳闸概率P及事故负荷损失OLC，进而得出风险值Risk＝OLC×P；(5)、应急决策，即确定输电线路电压等级系数，计算输电线路山火跳闸负荷损失量，计算输电线路山火跳闸风险值，用输电线路电压等级系数乘以输电线路山火跳闸风险值，计算得出输电线路现场山火处置优先级；(6)、资源配置，即当同时出现大面积山火而现有应急决策资源有限时，优先处置输电线路现场山火处置优先级较大的输电线路山火；步骤(1)中火点数据信息从国家气象卫星中心发布的红外卫星遥感数据中在线收集；步骤(2)中山火告警信息包括火点离最近的杆塔号、距离杆塔的直线距离以及相对杆塔的方位；步骤(3)中获取输电线路山火现场信息的途径为：输电线路运维单位根据输电线路山火告警信息派线路运维专员及时到达山火现场，向输电线路山火预警中心上传山火现场视频和实测数据，该实测数据包括地形地貌、输电线路基本信息、山火附近植被信息、风速风向、输电线路下方的温度特征、现场烟尘浓度；步骤(4)中输电线路因山火跳闸事故负荷损失费用，计算方法如公式(1)和公式(2)所示：OLC(t)＝CCDF(t)·P_R,t   (2)其中，OLC(t)为输电线路山火跳闸后所影响的用户持续停电t小时的负荷损失费用；CCDF(t)为输电线路跳闸后所影响的用户持续停电t小时的用户综合负荷损失；P_R,t为输电线路跳闸后所影响用户持续停电t小时的负荷损失；N为输电线路上的用户分类数目；P_k为第k类用户的年电能消耗量；SCDF_k(t)为第k类用户负荷持续停电t小时的损失；步骤(4)中计算山火条件下输电线路发生跳闸的概率，具体步骤如下：(41)计算山火条件下发生空气间隙击穿概率：假设火焰底部温度为T₀，火焰间隙区温度为T₁，则火焰高度为H_f处对火焰底部物体的击穿电压为：式中，E_a为标准大气条件下的闪络场强；因此，山火温度影响下空气间隙的影响因子为：引入山火条件下的空气湿度校正因子K_t；引入颗粒物校正因子K_p：其中，R为空气中烟浓度；根据山火跳闸机理中的影响因素以及大气试验与山火跳闸之间的不同，引入了校正因子，得出山火条件下输电线路的工频击穿电压U_break为：U_break＝K_t·K_p·U⁰   (6)式中，U⁰为标准大气条件的工频击穿电压；气隙击穿的概率分布接近于正态分布，通常用50％击穿电压U₅₀和变异系数z来表示；在山火条件下，空气破坏性放电概率同样以正态分布表示，其概率密度函数为：其中，U为间隙实际电压，均值μ等于U₅₀，标准差σ等于zU₅₀；在不同间隙的电场形式与不同类型的击穿电压下，分散性是不同的，变异系数z取值为2％～8％，并且在正常情况下，空气间隙工频击穿电压的分散性不大，取2％；考虑山火发生时，颗粒导致空气间隙更不均匀，分散性会增大，所以山火发生时，变异系数z取4％；因此，山火时发生空气间隙击穿概率为：(42)计算输电线路相对地击穿发生概率：根据现场实测线路参数信息获取山火附近输电线路离地面的距离h，通过查找工频电压下长气隙击穿电压从而得到输电线路距离地面为h的50％击穿电压在输电线路附近发生山火时，根据火行为特征计算各校正系数，然后由式(6)对该50％击穿电压进行校正；再由式(8)和实际的相地电压计算导线对地放电概率；(43)计算输电线路相间击穿发生概率：根据现场实测线路参数信息获取山火附近输电线路的两相距离d，通过查找工频电压下长气隙击穿电压从而得到输电线路两相之间距离为d的50％击穿电压在山火发生时，根据山火行为参数计算各校正系数，然后由式(6)对该50％击穿电压进行校正；再由式(8) 和实际的相间电压计算导线之间放电概率；(44)计算山火条件下输电线路发生跳闸的概率：根据输电线路电压等级下历史统计数据中发生相对地击穿和相间击穿的比例分布，计算在山火条件下输电线路发生跳闸的概率：P(U)＝a·P_g(U)+b·P_p(U)   (9)a为某一电压等级下因山火历史跳闸相对地击穿次数占山火历史跳闸总次数的比例，b为某一电压等级下因山火历史跳闸相间击穿次数占山火历史跳闸总次数的比例；P_g(U)、P_p(U)分别是某一电压等级下发生相对地击穿导致输电线路跳闸的概率和相间击穿导致输电线路跳闸的概率。