PDF《湖南电网山火告警风险及故障时间间隔分布规律》

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a e p s G i n f o . c o m 湖南电网山火告警风险及故障时间间隔分布规律 周特军1,

2 ,陆佳政1,

2 ,吴传平1,

2 ,李波1,

2 ,刘毓1,

2 ( 1. 电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室( 国网湖南省电力有限公司) ,湖南省长沙市

4 1

0 0

0 7;

2. 国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心,湖南省长沙市

4 1

0 0

0 7 ) 摘要:输电线路故障规律的研究对电网的运行维护具有重要的实际意义.首先, 利用湖南电网输 电线路山火广域监测数据和输电线路故障数据, 对输电线路山火告警风险和输电线路故障的时间 丛集性特征开展了研究, 发现了输电线路山火告警风险的 日告警数―频率 满足幂律关系, 验证了 包含所有触发因素的输电线路故障 时间间隔―频率 累积概率分布满足指数关系.然后, 基于 F a n o因子和 A l l a n因子发现了输电线路故障时间序列具有自相似性, 分析并获得了山火、 雷击、 冰 灾等不同故障原因的输电线路故障 时间间隔―频率 累积概率分布满足分段幂律关系, 确定了输 电线路故障存在两个时间尺度的动力学过程.最后, 得到的研究成果可为输电线路山火告警风险 和输电线路故障的预测预报提供理论依据. 关键词:输电线路;

自然灾害;

时间间隔;

指数分布;

幂率分布;

重现期;

丛集性 收稿日期:

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1 7 G

0 9 G

2 0;

修回日期:

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1 8 G

0 1 G

0 3. 上网日期:

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1 8 G

0 4 G

1 0. 国家重点研发计划资助项目(

2 0

1 6 Y F C

0 8

0 0 1) ;

国家 电网公司科技项目(

5 2

1 6 A

0 1

6 0

0 0 G) .

0 引言 电网停电事故严重威胁经济的发展和社会的稳 定.然而, 电网大停电事故时有发生[

1 G 2] , 如2

0 0 3年 美加大停电、

2 0

0 6年西欧大停电、

2 0

0 8年中国南方 特大冰灾导致湖南电网解列、

2 0

1 2年印度大停电、

2 0

1 7年中国台湾大停电等均造成严重的经济损失 或者引发社会混乱.上述大停电事故中有的由单一 电网元件故障开始, 在运行方式不合理、 继电保护不 正确动作等原因综合作用下, 引发连锁故障而扩大 停电范围[

3 ] , 有的则由持续时间长、 作用范围广的自 然灾害直接引发[

4 G 5] .电网连锁故障的演化机理和 大范围自然灾害的致灾过程均已有较多的研究.但 是电网停电事故规律尤其是自然灾害引发电网停电 事故的规律研究相对较少.迫切需要开展自然灾害 引发电网停电事故规律的研究, 以期减小大停电事 故发生的风险, 为避免和减少电网停电事故损失提 供理论依据. 电力系统是一个典型的复杂系统.国内外学者 基于复杂性科学对电网故障特性开展了 一系列研 究.国外学者基于比例赋权方差( SWV) 、 H u r s t指 数计 算等方法, 以负荷损失量[

6 G 9] 、 受影响用户数[

8 G

1 0] 、 停电时间[

1 1] 以及线路停运数量[

1 1 G

1 2] 等为衡 量停电规模的指标发现或验证了电网停电事故的长 程相关性和幂律特性, 表明电网停电事故满足自组 织临界 性(SOC) .文献[12] 基于OPA模型得出 从长远来看, 部分消除停电风险的措施可能会增大 停电风险 的结论.文献[

9 ] 建立了隐藏故障直流模 型, 研究了美国电网的级联故障特性, 验证了美国停 电事件的 停电规模―频率 满足幂律分布, 并提出 了减小大停电风险的策略.在停电事件的时间间隔 分布方面, 文献[ 6,