电力系统冰灾风险评估建模研究

冰灾期间,电力系统发生大面积的倒塔、断线、跳闸,造成大面积长时间的停电,严重影响着人们正常的生产生活,巨额的电网修复费用也给电力企业带来沉重负担。冰灾严重威胁着电力系统的供电可靠性。电力系统的风险研究已较为成熟,然而冰灾风险评估研究则仍处于起步阶段,迫切地需要较为科学、实用和全面的评估模型,以指导输电线路设计和冰灾应急管理。 文章综合考虑了气象、电网和应急管理的影响,从冰灾可能性、电网故障可能性和故障后果三方面建立冰灾风险评估模型,三者之积为电网冰灾风险,并建立了三者的子模型。该模型着重考虑了故障前、后应急管理对冰灾风险的影响。文章设计了一个电力系统冰灾应急管理系统。 在冰灾可能性模型中,采用皮尔森Ⅲ分布描述地区年极值冰厚概率分布,并讲述了该分布与输电线路重现期的关系。皮尔森Ⅲ分布的肥尾现象说明严重冰灾发生的概率不容忽视。在故障可能性计算中,建立了单位档距的模糊失效率函数,基于此函数,讲述了故障点数和故障线路数的计算方法;并考虑了融冰机数量对故障可能性的影响。该故障可能性模型能够真实反映电网冰灾的实际故障情况。故障后果包括电量损失和电网修复费用。在故障后果计算中,引入了应急管理评估中的资源保障率的概念。修复时间与故障线路数和资源保障率有关,建立了修复时间与资源保障率的模糊函数。 文章在区域电网应急管理系统基础上设计了电网冰灾应急管理系统,该系统包括四个重要的子系统:事故预警系统、融冰除冰系统、指挥调度系统、修复善后系统,并介绍了各子系统的主要数据流向和功能。 某电网算例表明,应急管理措施对电网冰灾风险影响很大:融冰机能够有效的推迟电网故障发生,提高资源保障率能够较大程度降低冰灾风险。文章介绍了该地区电网在线路设计、网架结构和应急管理等方面的抗冰措施。