电网多火点山火灾害灭火装备优化调配模型

针对电网输电线路附近爆发多火点山火灾害的情形,研究了多火点情形下灭火装备的最优调配方案,使电网风险降到最低。首先分析了多火点情形下火点风险评价指标,定义了灭火装备调配收益矩阵和方案矩阵,然后建立了灭火装备调配优化模型,将电网多火点山火灾害下灭火装备的优化调配问题转化为收益矩阵的元素选取问题,并提出了收益矩阵增零变换求解方法,可快速、准确地得到多火点山火灾害下灭火装备应急调配方案的理论最优解,使电网风险达到最小化。最后,将文中方法应用于实际案例,验证了所提方法的科学性和可行性。     

输电线路差异化防山火技术与策略

针对输电线路山火灾害点多面广、引发故障影响因素多、对电网的安全稳定运行构成严重威胁的难题,分析了人为用火习俗、气象条件、植被类型等因素对山火分布的作用,阐述了地形参数、线路本体参数和山火形态等因素对输电线路山火跳闸的影响,分析了输电线路山火灾害脆弱性的差异。在此基础上,结合输电线路山火跳闸恢复时间,提出了1种定量化、精细化的输电线路山火灾害风险指标及计算方法。然后,从输电线路山火灾害防御与处置这2个方面分析了输电线路防山火措施的有效性与的适应性。研究结果表明:开展的逐基杆塔线路区段的输电线路山火灾害风险计算,揭示了输电线路山火跳闸风险差异特征;以某省电网1条±500 k V电压等级的直流输电线路为实例计算分析的输电线路1 300号—1 577号线路区段的山火跳闸风险,充分反映了输电线路山火灾害的分布规律及线路山火灾害的容灾抗灾能力;对计算得到的4个重点防山火线路区段采取了线下植被置换、配置灭火装备、安装分布式山火监测装置等有针对性的防治措施,验证了所提差异化防山火风险评价方法和指标的适用性和优势。所开展的输电线路差异化防山火技术研究,可为线路设计、运行维护等提供"有的放矢"的精细化信息指导。     

山火灾害引发的输电线路跳闸风险实时分析方法及应用

近年来,山火灾害已成为输电线路跳闸停运的重要原因之一。现有的山火监测方法无法广域实时监测火点和获取线路所处微地形区域的小尺度气象数据,从而难以准确实时地分析山火条件下线路跳闸风险。据此,该文提出一种考虑山火灾害的输电线路跳闸风险实时分析方法。首先,基于同步卫星技术实现了输电线路附近山火的实时监测,其次,提出了多重嵌套的中小尺度气象预报模式以解决气象数值预测精确度与时效性的矛盾,再次,提出了综合考虑降水、植被、风场等各种环境因素的线路跳闸概率实时计算模型,最后,以湖南省历史山火高发期的案例验证了模型的准确性,结果表明,该方法能够实时、准确地分析输电线路山火跳闸风险,为大范围山火灾害下电网的安全运行和应急处置提供重要的数据支撑。     

基于层次分析法的输电线路防山火预警评估模型

山火灾害是威胁电网安全稳定运行的重要因素之一。为了有效地预防山火灾害,提出了基于层次分析法的输电线路防山火预警评估模型。以输电线路历史故障、实时监测数据和气象预报信息三个方面风险因子,构建层次结构,结合贵州电网运维数据及专家经验,构造判断矩阵,进行可行性判断,并得到各因子相对权值及整体权值,结合专家系统给出的扣分表,计算实际扣分值,从而对输电线路山火风险进行评估,并给出了防治山火跳闸事故的建议措施,提高了山火防治效率和电网安全稳定性。     

电网山火灾害特征及风险预警技术

为了有效预报山火发生导致的大面积电网线路跳闸停电事故,文中利用2008—2017年广东电网山火点数、过火面积和主网跳闸频次数据,研究了该省电网山火灾害年际变化趋势并提出了一种基于偏最小二乘(PLS)法的电网山火风险预警模型。研究发现粤东和粤北地区为山火敏感易发地带,且其架空线路覆盖区内山火发生有明显增加趋势。另外,文中基于历史气象数据、植被数据和地形数据,采用PLS挑选主要的山火预报影响因子,结合应用统计学原理建立了一种优化的电网山火风险预警模型。通过广东电网实际运行山火跳闸案例测试,验证了文中所提方法预测电网山火发生时间和地点的准确性。     

输电线路山火监测预警系统的研究及应用

研发了输电线路山火监测预警系统并成功应用于多省市跨区电网线路。介绍了火点监测基本原理,给出了基于卫星遥感的输电线路山火监测与预警系统硬件和软件架构及其组成功能。为提高火点判识准确度,提出一种火点判断阈值自适应算法;提出了火点与杆塔距离优化算法,减少杆塔距离计算量。研制的输电线路山火监测与预警系统成功应用于多省市跨区电网。应用结果表明,研制的输电线路大范围山火监测系统能准确有效地监测输电线路山火并及时发布预警信息,有利于提高电网抵御山火灾害能力。     

基于物元可拓的输电线路山火风险评估模型

为了解决现有的输电线路山火风险评估方法中风险指标单一、过于依赖主观经验等问题,提出了一种基于物元可拓的输电线路山火风险评估模型。首先,收集对山火发生概率产生影响的人为、地理、气候以及线路4大类共15个风险指标,构建了输电线路山火灾害风险评估指标体系。然后,将模糊层次分析法和熵权法相结合,形成主观赋值权重与客观计算权重结合的评估指标组合权重。并在此基础上建立物元可拓评估模型,计算风险指标关联度,基于关联度大小确定最终输电线路山火风险等级。最后,通过对南方某省份输电线路工程进行实例分析,对其山火灾害风险等级进行综合评估,为运维管理人员开展差异化的山火防治工作提供了依据。     

基于图模型的架空输电线路山火风险等级预测模型

山火灾害易诱发架空输电线路跳闸事故,严重危害电网的正常稳定运行。为降低山火灾害对电网运行的影响,提高架空输电线路山火防治水平,本文提出了一种基于图模型的架空输电线路山火风险等级预测模型。该模型首先在森林火险气象指数的基础上,综合考虑地表燃烧因子和历史火情因子的影响,构建了输电线路山火风险等级评估指标体系;然后结合专家评分采用图模型和最优理论降低赋权中的主观随意性,确定了各因子权重系数,并利用3 km×3 km分辨率的降水预报数据对山火风险等级进行修正,实现了输电线路山火风险等级预测;最后以南方电网山火高发期卫星监测热点分布情况,验证了所提方法的准确性。该方法目前已成功应用于南方电网山火监测预警中心,可指导输电运维人员提前巡查重点隐患线路,降低架空输电线路山火跳闸风险,提高电网安全稳定性能。     

输电线路山火风险分布研究及应用

受环境改善和传统习俗影响,部分地区山火频繁发生,严重威胁到输电线路安全运行。本文分析了用于研究灾害风险分布的发生频率法的不足,提出了研究山火风险等级的改进LEC法。在调查引起山火的主要因素及其时空分布规律基础上,通过山火后果、频率和可能性来量化山火风险,采用综合气象干旱指数修正山火风险值,并实现了动态山火风险分布图的绘制。本方法绘制的动态湖北电网山火风险分布图与实际情况相符,对输电线路山火风险的预测准确度高,使用方便。     

山火灾害下电网输电线路关键性评估方法

山火灾害蔓延区域广、爆发时间密集,能够造成区域内多条线路连锁式跳闸,威胁电力系统安全稳定运行,而现有关键路辨识方法评估角度单一,且指标权重选取多依靠主观经验。为研究大范围山火下多条线路同时面临跳闸风险的线路关键性评估方法,从线路的运行特征与跳闸后果2个角度总结和建立了线路关键性评价标集;基于超效率数据包络分析模型,构建了多角度的关键线路综合评估指标体系。以某省历史山火高发期为案例分析该方法的有效性。结果表明,该方法能够实时、有效地辨识出大范围灾害下电网中的关键线路,为大范围山火灾害下电网的安全运行提供辅助决策指导。     

山火灾害对电网故障率的时空影响

根据山火造成电力设备故障的途径和机理,建立输电线在山火灾害下的故障率修正模型,提出按电网故障率的时空分布预警防御算法。将山火信息与地理环境及气象信息相结合,预测山火的蔓延行为;动态评估线路闪络概率,预报输电线故障率的时空分布。使风险越大的潜在故障得到越高的关注度,提高电网停电防御系统对山火灾害的预警能力。     

基于BP神经网络的输电线路山火风险评估模型

近年来,输电线路因山火引起的跳闸停电事故越来越多,严重影响了电网的安全稳定,山火风险防控俨然已成为电网防灾减灾的重要研究课题。考虑到输电线路山火风险的影响因素多而复杂,提出了一种基于BP神经网络的山火风险评估模型。通过研究分析220 kV及以上输电线路山火灾害高发的实际情况,确定山火主要影响因子作为模型的输入,将山火风险等级作为模型的输出,利用Matlab建立基于BP神经网络的山火风险评估模型。实验结果表明该模型能有效地预测山火风险,对及时发布预警消息具有重要意义。     

基于火焰燃烧模型的输电线路山火跳闸风险分布评估

输电线路常跨越植被茂密的林区和人类活动频繁的农田等区域,极易发生山火,严重影响电网的安全稳定运行。为开展差异化的防山火措施,该文提出一种基于火焰燃烧模型的输电线路山火跳闸风险分布评估方法。首先选取人为因素、线路下垫面因素、气象和地形因素四大类数据构建输电走廊的山火发生风险评估模式,基于贝叶斯原理计算山火发生概率;然后估算山火条件下的火焰高度等火焰燃烧参数,考虑不同火焰燃烧情况下间隙绝缘的下降程度,计算线路绝缘击穿风险;最后结合山火发生风险概率和线路绝缘击穿风险,综合评估输电线路山火跳闸风险。基于输电线路山火跳闸风险值,可将电网线路的山火跳闸风险进行风险等级划分,并绘制输电线路山火跳闸风险分布图,明确线路山火防治重要区段。     

架空输电线路山火预测预警技术

大范围架空输电线路山火灾害易引起多条架空线路同时跳闸,严重威胁大电网安全稳定运行和用户正常用电。为了提前对架空输电线路山火灾害进行预测预警,改变现有架空输电线路山火处置手段较为被动的局面,综合考虑气象要素、卫星监测热点要素、工农业用火要素和架空输电线路隐患点要素与山火发生的关系,研究了基于"4要素"的架空输电线路山火预报方法,并提出了山火密度时间序列预测模型。该方法可同时对多个地区、多个时间段的架空输电线路山火进行预警,将预测山火发生"可能性"量化为发生"次数",预测空间分辨率可提高至2.5 km×2.5 km,实现了架空输电线路山火的精细化预测。利用该研究成果,可对架空输电线路山火进行预测预警,提前做好应对措施,化被动为主动,提高山火防治效率与电网安全稳定性能。     

基于大数据的输电线路通道智能风险预控技术研究

近年来,输电线路环境变化引起的电网事故越来越多,对电网安全和稳定造成严重影响。考虑到输电线路山火风险的影响因素多而复杂,提出输电线路通道的山火风险评估模型,根据气象数据的统计分析,确定不同火险气象等级下山火发生的概率,结合发生山火时空气间隙被击穿的概率计算模型,建立了具有时空分布特征的山火输电通道风险评估模型。通过算例验证了模型的有效性,实验结果表明,该模型能够有效预测输电通道山火风险,所做研究工作为我国输电通道智能风险管控提供了参考和借鉴。     

输电线路山火直升机喷洒灭火试验与应用

输电线路山火应急时限性要求高,直升机扑救输电线路山火优势明显。针对直升机喷洒灭火水剂利用率低、灭火水剂分布不均匀等问题,提出了输电线路山火全尺寸、全过程直升机喷洒灭火试验方案,开展了不同高度、不同飞行速度等条件下的直升机高空喷洒试验,测量了灭火水剂的分布深度,获得了灭火水剂分布参数。根据灭火水剂的灭火效率,获得了输电线路山火航空灭火高效、有效和无效喷洒区域,计算了直升机喷洒灭火水剂利用率,为编制输电线路山火现场直升机灭火策略提供理论依据。灭火水剂的覆盖面积随飞行速度、喷洒高度的增加而增加,灭火水剂最大深度为1.6mm。采用纯水灭火时,灭火水剂的利用率最高仅达1.4%。采用高效灭火剂灭火时,灭火水剂的利用率可以达到30%～70%。基于该文试验结论,提出了输电线路山火高效灭火策略,开展了输电线路山火直升机喷洒灭火应用。以2019年清明期间扑救500 kV五民线山火为实例分析,利用试验数据与结论,在20min内快速地扑灭了明火面积达600m~2的输电线路山火,验证了输电线路山火喷洒特性指导现场山火扑救的适用性和优势。     

魁北克停电事故分析及对我国“三华”联网的启示

1989年3月13日发生的特大地磁暴造成加拿大魁北克电网大停电事故,介绍事故前魁北克电网的运行情况以及事故的经过和原因分析。作为一种新的电网灾害,磁暴对我国规划中的"三华"特高压同步电网的影响和风险分析亟需开展。结合"十二五"期间国家电网公司的规划,对我国大规模同步电网的磁暴灾害风险和潜在的威胁进行探讨。在总结魁北克大停电的教训和治理经验的基础上,提出了"三华"特高压同步电网磁暴灾害的防御措施和建议。     

湘赣电讯

<正>湖南:科技助力清明线路零跳闸清明节期间,国网湖南电科院防灾实验室准确预测多地区线路山火,运用科技手段高效灭火,有力保障了湖南电网安全运行。2014年清明节前夕,国网湖南电科院防灾实验室提前发布南方15省电网山火中期预报,预测湖南、江西等地区4月4~5日将发生大面积山火,并发布了橙色预警。山火监测系统准确监测到跨区电网山火898个,一级告警火点55个,监测到湖南电网一级告警火点12个,准确率达92%以上。4月2日,国网湖南电科院派出由22名灭火技术人员组     

基于概率最优化方法的水库发电调度风险分析

水电站水库发电调度风险分析对于寻求兼顾风险与效益的最佳调度方案具有重要意义.针对传统风险计算方法难以适应中长期发电调度需要的特点,提出了概率最优化风险分析方法,构建中长期发电调度风险评价指标体系来量化风险大小,基于概率最优化风险分析方法的思想建立了中长期发电调度风险分析的随机期望值模型,并提出风险因子的灵敏度分析概念来...     

基于元胞自动机的山火蔓延及电力线路故障概率计算新方法

山火灾害已成为输电线路跳闸停运的重要原因之一。针对当前元胞自动机模型对山火蔓延过程没有考虑元胞的邻域元胞及次邻胞之间的差异,使山火蔓延的模拟精度偏低,导致电力线路在山火灾害下故障概率计算精度低的问题,提出了计及邻域元胞及次邻域元胞蔓延过程中的重叠面积的山火蔓延模拟新算法,并基于该算法得到的火场面积结果,提出电力线路故障概率计算新方法。该山火蔓延新算法计及了不同蔓延情况的重叠面积并提出了相应的计算方法,基于此构建了元胞状态改进转换规则和相应的山火蔓延模拟新算法,获得更为准确的山火蔓延边界及面积;进而提出了基于此的线路故障概率计算新方法,可得到更为准确的山火导致的线路故障概率。算例证明了提出方法的有效性。