恶劣气象灾害下架空输电线路运行风险评估研究

架空输电线路是电力系统网络中最为庞杂的构成部分,承担着电能输送和分配的重任。由于长期处于荒郊野外,气象条件复杂,运行环境恶劣,线路故障时常发生。而电力系统各部分相互关联,密不可分,一旦某部位发生故障,将引起连锁反应,波及整个电力系统网络,导致大面积停电事故,并造成巨大的经济损失和严重的社会影响。随着全球气候的日益反常及自然灾害的日趋多发,架空输电线路面临着越来越严峻的考验,由此引发的电力系统安全和稳定性问题日渐突出。针对恶劣气象灾害给线路运行安全带来的严重威胁,本文开展了架空输电线路运行风险评估研究,主要内容包括:(1)重点探讨了雷击、覆冰等典型恶劣气象灾害对线路的危害,分析其影响机理,总结现有的风险评估方法,分别研究建立了“杆塔-杆塔区段-线路”差异化、多层次的雷击风险评估模型,以及基于BP-马尔科夫组合评估修正方法的覆冰风险评估模型,对线路雷击和覆冰风险发生概率及风险状况进行了评估。(2)考虑了架空输电线路沿线走廊范围内各类气象灾害发生的同时性,研究并建立了多气象灾害下架空输电线路运行风险评估模型,采用风险概率、风险权重、风险后果三者乘积表征架空输电线路综合运行风险值,在前述风险发生概率的研究基础上,利用熵权法与层次分析法组合计算风险权重值,并用最小二乘法优化权重模型,采用风险危害严重程度和社会影响系数综合评估和确定风险后果。(3)编写了MATLAB程序实现上述模型算法,同时利用线路运行案例初步验证了模型的可行性。本文所提出的风险评估模型宽角度、分层次、多重组合、逐层推理地计算了恶劣气象灾害下架空输电线路运行风险值,将为线路运行风险综合性、系统化的分析提供参考。但受线路数据的限制,评估模型的可推广性和可靠性还有待线路运行数据库逐步完善后进一步验证。