基于多因素修正的台风灾害下输电线路失效预测方法

台风灾害是导致沿海地区输电线路倒塔(杆)、断线等线路损毁的主要原因之一。为了提高电网抵御台风的能力,进行台风灾害下输电线路失效预测具有重要意义。为此文中将输电线路看做由杆塔和线路共同组成的塔线系统,提出了一种基于多因素修正的台风灾害下输电线路塔线系统的失效预测方法。该方法结合传统的风荷载受力模型以及多因素分析的数据挖掘技术,分为基于模型驱动和基于数据驱动2个部分。模型驱动部分考虑杆塔和输电线路实际风荷载及设计风荷载的物理力学模型;数据驱动部分考虑电网信息、气象信息、地理信息等多因素信息,通过对历次台风灾害下的样本数据进行数据挖掘分析,结合当前预测信息,求取修正系数对模型驱动结果加以修正,进而获得输电线路塔线系统的综合失效概率,并对其进行可视化处理。最后通过算例分析验证了所提方法的科学性及有效性。     

基于台风路径预测信息的输电杆塔累积损伤模型研究

强台风可能对所经区域的输电杆塔造成物理破坏并引发大面积停电。为协助电力部门准确预估台风天气下杆塔倒塔的风险并提前调配和部署防台物资,建立了一种基于台风路径预测信息的输电杆塔累积损伤模型。首先,根据气象台短期台风预报信息、采用网格方式确定受台风影响的风险杆塔;其次,充分结合短期和短时双时间尺度台风基本信息和杆塔地理位置信息,预测杆塔受台风影响的累积作用时间和风速;第三,构建了单位时间内强台风下杆塔因塑性疲劳发生倒塌的低周疲劳损伤数学模型,并利用改进泊松公式求取不同台风作用时间、风速和地理位置的杆塔倒塔概率;最后,基于直流潮流算法优化计算电网最小负荷损失。算例验证了所提方法的有效性、合理性。     

基于网格化多源异构数据的台风灾害下杆塔受损数量预测

台风灾害下受灾区域杆塔受损数量预测对提高电网公司防灾减灾能力具有重要意义。为此从全新的统计学习角度出发，基于气象数据、电网数据、地理数据等多源异构数据原始样本，对数据进行分类变量处理、特征筛选、标准化等预处理，并以网格内的杆塔受损数量为响应变量，基于梯度提升决策树算法构建台风灾害下杆塔受损数量预测模型，对台风灾害下配网10 kV杆塔受损数量进行预测。利用广东省徐闻县的数据样本对模型进行训练测试与验证，仿真结果表明所提方法可较为准确地预测台风灾害下配网杆塔受损数量，为电网公司的灾前风险量化评估、制定应急方案等提供辅助决策参考。     

基于随机风场概率加权的台风灾害下输电线路损毁预警

为解决台风灾害下输电线路损毁预测精度和数据利用率低的问题,建立了基于随机风场概率加权的输电线路损毁概率预测混合模型。该模型综合考虑了气象、微地形、杆塔运行和实时损毁等空间多源异构信息的融合。首先,使用极值Ⅰ型概率分布进行阵风的风值模拟,通过柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫假设检验证明了其具有较高的精度;其次,利用蒙特卡洛法实现了随机风场的概率生成;最后,利用随机森林法预测每个风场下的线路损毁概率,实现了基于随机风场概率加权的输电线路损毁概率预测,该预测结果可为电力部门提供有效的预警决策支持。以台风"山竹"为实例,验证了所提基于随机风场概率加权的输电线路损毁概率预测混合模型的科学性及有效性。     

数据驱动的台风灾害下配网10kV杆塔受损空间分布预测

相比于主网,配网杆塔因设计规范相对较低且数量庞大,在台风灾害下更易发生大规模断杆、倒杆等事故。为此,文章结合气象、电网和地理信息,提出一种数据驱动的台风灾害下10kV杆塔受损空间分布预测方法。首先,对收集和提取的数据进行标准化、分类变量独热编码、样本均衡等处理以提高数据质量,并基于皮尔逊相关系数绘制相关性热力图,根据相关性分析结果选择合适的变量作为最终输入数据;其次,利用Ada Boost回归、梯度提升回归、K近邻回归、随机森林、支持向量回归等5种机器学习算法建立配网10kV杆塔受损空间分布预测模型;再次,基于层次分析法和熵权法进行指标综合赋权,并对各预测模型进行综合打分,实现最优模型选取;最后,以台风"山竹"下江门市10kV杆塔为例,对杆塔受损空间分布预测结果进行可视化,对比实际杆塔受损分布情况,验证了所提方法的科学性和可行性。     

降雨滑坡灾害对输电杆塔故障的时空强在线预警

针对山地丘陵地区的输电线路所处环境复杂,降雨滑坡灾害可能导致输电杆塔故障从而影响电力系统的安全稳定运行的问题,提出一种降雨滑坡灾害下的输电杆塔故障预警方法,从滑坡风险区域、滑坡活动时间以及杆塔受损状况三个角度实现灾害全过程的量化在线预警。首先,利用GIS技术将降雨预报区域和电网区域进行叠置获得目标风险区域,提出基于网格化的滑坡灾害指数来确定易滑坡区域;其次,结合气象数据分析渗入土壤中的降雨量逐日变化情况,构建动态更新的累积有效降雨量模型,进而提出可用于预测滑坡活动时间的滑坡概率模型;最后,以坡体冲击能为致灾强度、与输电塔挠度限值对应的弯曲变形能为抗灾性能,从功-能角度得到反映易滑坡区域输电杆塔损毁程度的定量函数关系。算例结果表明,所提方法具有一定的可行性和合理性。     

数据与模型驱动在输电杆塔风致灾损预测中的应用对比分析

应对气候变化带来的电网灾损是保障新型电力系统安全运行的关键之一。该文以输电杆塔风致灾损预测为出发点,对现有两类主流方法——数据驱动与模型驱动进行对比分析。在数据驱动方面,基于多源异构数据构建样本集,利用随机森林算法对输电杆塔风致灾损概率进行预测。在模型驱动方面,将输电线路与杆塔构成的塔线系统进行建模分析,利用设备应力强度与风荷载相关关系求取杆塔损毁概率。最后,通过台风“彩虹”下我国沿海某地区案例,对两类方法的预测结果进行对比,结果表明,模型驱动方法的预测精度较高,但建模复杂度较高,难以大范围广域应用;而数据驱动方法建模复杂度较低,计算效率高,同时具有较高预测精度,可为生产实际提供指导。随着数字化、信息化及智能化等技术普及,数据驱动方法因其建模复杂度低等特点,将会在未来科学应对电网灾害中发挥关键作用。     

浙江沿海地区台风灾害风险区域划分研究

浙江是我国重要沿海省份,为减少台风灾害引起的损失,对电力系统的风险区域划分尤为重要。首先从登陆点分布、路径特征、时间特征、风速特征及降水特征等方面,利用历史数据总结分析浙江沿海地区台风气象特征。其次,对浙江电力系统进行台风灾害特征分析,得到输电系统故障点分布、变电系统与台风登陆点距离关系、配电系统停电用户占比分布等。最后,采用浙江台风气象及电力系统历史数据绘制台风灾害风险区域图,特别是对倒塔高风险区、风偏高风险区及地质灾害高风险区进行了详细划分。分析结果可为各级电网应对台风灾害的风险评估与处置提供支持。     

强台风环境下基于格点化和支持向量机的10 kV杆塔受损量预测方法

10kV杆塔因抗风等级较低而易遭受强台风影响发生受损事故,开展10kV杆塔受损量的预测对灾前防御措施部署和抢修资源调配具有重要意义。为此,提出了一种基于格点化和支持向量机的10 kV杆塔受损量预测方法。从区域自然灾害系统论出发,构建包含致灾因子、孕灾环境和承灾体的10 kV杆塔受损影响因子特征集,并进行3 km×3 km格点化单元处理,作为支持向量机回归(support vector machine regression, SVR)模型的输入量;以格点单元内10 kV杆塔受损量作为支持向量机回归模型的输出量,建立了强台风环境下10 kV杆塔受损量预测模型。采用该模型对1614台风"莫兰蒂"期间某地区电网的10 kV杆塔受损量进行了预测,得到预测值与实际受损量达到显著相关水平,验证了方法的有效性。所提方法可为强台风环境下10 kV杆塔受损量的预测提供一条可能的途径。     

广州地区雷击风险分布规律的可视化系统研究

基于雷电定位数据的分析,采用定位误差圆法配合环境因素定性提取区域空间雷击风险因子,建立区域雷击灾害风险评估模型。在该模型基础上,开发了可实现区域雷击灾害风险的评估、监测和管理的可视化系统,其特点是采用地理空间区域划分分析雷暴活动时空频率分布特性。结合广州地区雷电定位数据资料,用该系统制作了雷击活动分布规律及雷击风险的可视化图层,图层分析结果表明,该系统对区域雷击灾害风险评估分析有较好的辅助作用。     

超导磁储能系统发展现状及前景

直升机巡检作为输电线路的新型运维方式,具有效率高、效果好等优点,但其规模化推广应用要以安全作业为前提。本文利用风险矩阵法建立了直升机巡检作业安全风险评估模型,从人员、设备、环境三方面分析了作业全过程的安全风险因素,根据风险可能性和后果严重程度两个维度确定风险值,进而根据风险值在风险矩阵中的位置评价各风险因素的风险等级,有针对性地提出了差异化的风险控制措施,为避免高风险作业,保证电网、作业人员、设备安全提供了有利支持。     

考虑实时和潜在因素的城市配电网风险评估模型和方法

为了对城市配电网的风险水平进行准确评估,建立了配电网风险评估模型,并提出一种风险评估方法。从运行风险和网架风险两个方面建立配电网的风险评估模型,运行风险反映了配电网当前运行状态下的风险,网架风险反映了网架结构方面存在的潜在风险。通过建立相应的配电网风险指标体系,并结合风险量化值的计算及风险等级的划分确定配电网综合风险水平,在计算风险量化值的过程中采用变权重和对数合成相结合的方式。算例表明所提出的城市配电网风险评估模型和评估方法能够有效地评估配电网的风险。目前,该风险评估模型及方法已在某供电局得到了初步应用。     

电网工程项目的风险识别、分析与应对

针对电网工程建设投资大、管理环节多、参建部门多、工程管控难点多、存在较多风险的问题,综合考虑风险的可能性、影响程度和容忍度,对电网工程风险进行定性和定量分析,提出风险应对策略,为电网工程项目风险管理实践提供有有效途径。应用结果表明:风险识别,风险分析,风险应对的管理方法在电网工程项目风险管理中发挥了积极作用,促进了工程管理目标的实现。     

不确定因素耦合下输电网风险规划研究综述

传统的确定性风险分析方法由于存在多种弊端,难以适应新形势下的输电网规划和方案评估,为了更加合理地管控输电网风险水平,基于概率性分析方法对输电网风险规划和评估等研究成果进行了综述。介绍了输电网中的安全、设备、结构、管理和市场等一系列风险因素及相应建模方法;从场景规划、随机规划、模糊规划和区间规划等方面,评述了考虑多种不确定因素的输电网风险规划方法;基于评估指标和方法,综述了近年来国内外考虑多种不确定因素的系统风险评估体系研究成果。在此基础上,结合高比例可再生能源、交直流混联、网源协调、需求响应和建模优化等研究热点,展望了未来考虑多种不确定因素的输电网风险规划领域中需要关注的问题。     

深圳电网主设备风险评估体系研究及应用

以凤凰1号主变电压器为例,应用深圳电网主设备风险评估体系对该主变压器的风险进行评估。结果显示凤凰1号主变电压器的风险值位于ALARP区域,应采取措施进行处理。并通过风险评估实际应用计算,得出了深圳电网主变压器的风险分布区间,并给出了运维策略,为后续的电网设备检修提供指导。     

基于熵权和层次分析法的电力客户风险评估及其规避

电力市场环境下，电力客户的各种行为将直接或间接地导致企业风险的产生，客户风险问题已经成为电力企业研究的焦点问题。针对国内仅仅开放了发电侧竞争这一电力市场现状，剖析了电力客户在供电企业风险因素中所起到的作用，建立了电力客户的风险指标体系。在此基础上建立了基于熵权的层次分析法的电力客户风险评估模型，并进一步探讨了应用数据挖掘技术进行电力客户风险分析和防范措施。应用企业实际数据测算结果验证了客户风险指标体系及其评估模型的有效性和适用性。     

电力系统风险研究现状

电力系统风险近些年已成为电力系统的研究新热点,它不但体现了电力系统研究的新思路,而且也完成了在追求电力运行生产安全性和经济性过程中获得新平衡点的目标。结合国内外相关文献,分别对电力系统风险研究现状4大领域（电力系统运行风险、电力系统设备风险、电力市场风险、电力系统安全风险）进行分析,指出更多关于电力系统风险的研究成果将为电力系统提供必要的技术支持。     

发电商合同违约风险的评估及规避

风险评估和规避是电力市场环境下的重要工作.提出了工程风险和金融风险的综合评估方法及联合规避策略.重点针对发电商合同违约风险开展研究,采用预留备用容量方法实现风险规避,定量评估不同备用容量比例下的风险规避效果.以加拿大Alberta省电力市场为算例,仿真结果表明,预留备用容量能改变净缺额发电容量的分布,从而实现发电商合同...     

发电公司与电网公司的风险效益平衡模型

在考虑了发电公司和电网公司实行差价合约的风险的条件下,采用期望–方差法对其进行衡量。在此基础上利用经济学中的边际效用理论提出了发电公司和电网公司的边际风险效益概念,并构建了发电公司与电网公司的风险效益平衡模型以确定最优电量分配率。最后通过算例分析表明本文提出的模型具有一定的合理性和可操作性,能平衡发电公司和电网公司的利益,并可为电力管理部门提供参考。     

火力发电厂的火灾危险性分析及预防措施

通过分析火力发电厂主要生产过程,找出火力发电厂的火灾危险部位,提出相应的火灾预防措施。