一种架空线路风荷载停运概率的预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种架空线路风荷载停运概率的预测方法。
【背景技术】
[0002] 目前在架空线路风险研究中，设计部门考虑的是得到线路允许载流量的定值问 题，调度部门关注随实时温度、风速情况的概率分布得到变化值而在线调整线路功率，研究 难点在于较难正确给出气象预报和温度等的概率分布，灾害天气对配电网运行状况的影响 更为直接和明显，在大风、雷雨等灾害天气下，设备的故障概率大大增加。
[0003] 当大风灾害气象发生时，架空线路会受到较大的风压，当应力极限超过线路的机 械强度时，架空线路便可能产生断线等严重故障。架空线路受到的外部荷载主要是风荷载， 在风荷载下架空线路呈现较强的非线性耦联特性。此外，大风气象会在架空线路上造成疲 劳累积效应，加速线路的老化过程，提高线路的故障率。
[0004] 历史气象数据表明，上海由于其特殊的地理位置（长江的入海口）和地处世界最 大热带风暴盆地（西北太平洋风暴盆地）的西北缘，频繁登陆的台风成为本地区最主要的 自然灾害，对电网影响较大。但是，目前比较难正确预测出架空线路的风荷载停运概率，因 此，需要建立大风影响下的架空线路停运模型，在大风天气到来前，提前获取薄弱线路，重 点防护，保障电网安全稳定运行。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种架空线路风荷载停运概率的预测 方法，能够方便快速对架空线路的风荷载停运概率进行预测，能够在大风天气到来前，提前 获取薄弱线路，重点防护，保障电网安全稳定运行。
[0006] 实现上述目的的技术方案是：一种架空线路风荷载停运概率的预测方法，包括以 下步骤：
[0007] 步骤Sl，将所需预测停运概率的架空线路进行分组，初始化线路参数，获取其设计 风荷载W d与其概率分布参数；
[0008] 步骤S2,读取所需预测停运概率的架空线路的服役年龄数据，判断其是否超过疲 劳折损的门槛役龄，若没有超过疲劳折损的门槛役龄，则所需预测停运概率的架空线路处 于稳定运行期，则其实际所能承受的最大风荷载等于其设计风荷载；若超过疲劳折损的门 槛役龄，则所需预测停运概率的架空线路处于损耗区，则按公式（1)计算此时的线路设计 风荷载的疲劳折损系数ζ，
[0009]
(1)
[0010] 公式⑴中，ζ2是线路服役寿命到达疲劳折损的门槛役龄时的疲劳折损系数，t 为所需预测停运概率的架空线路的服役年龄，β为所需预测停运概率的架空线路的风载调 整系数，α为所需预测停运概率的架空线路的电线风压不均匀系数；
[0011] 然后按公式（2)修正线路实际能承受的最大风荷载Wd'，
[0012]
(2);；
[0013] 步骤S3,获取所需预测停运概率的架空线路的服役年龄内的所有风参数，风参数 包括风速和风向的预测值，按公式（3)计算风条件下的架空线路承受的实时风荷载^，并选 取该时段内最大的风荷载，
[0014] Wx= 6.25X 10 4α μ sc β cdlH (Khv) 2Sin2 Θ (3)；
[0015] 公式⑶中，Wx为所需预测停运概率的架空线路的实时风荷载；α为电线风压不 均匀系数；y s。为电线体型系数；β。为5〇〇kv线路电线作用于杆塔上的风载调整系数，其他 电压等级的线路电线作用于杆塔上的风载调整系数直接取I ;d为电线外径，单位mm ;1H为 杆塔水平档距，单位为m ;&为导线平均高为h处的风速高度变化系数；V为线路规定基准 高处的设计风速，单位为m/s ; Θ为风向与导线轴向间的夹角；
[0016] 步骤S4,重复步骤S3,得到由最大风荷载组成一列风荷载的极值样本序列，然后 通过最大似然估计，可获得随时间实时变化的风荷载的三个广义分布参数，所述三个广义 分布参数包括形状参数ξ、尺度参数σ和位置参数μ，结合每一次的风荷载极值样本序 列，即可估计出随时间X变化的大风条件下的架空线路风荷载广义极值概率分布函数，如 公式⑷所示：
[0017]
?4：)*
[0018] 公式⑷中，Wx为所需预测停运概率的架空线路的实时风荷载；ξ χ为所需预测停 运概率的架空线路的实时形状参数，σ 所需预测停运概率的架空线路的实时尺度参数， μ 所需预测停运概率的架空线路的实时位置参数；
[0019] 而线路设计风荷载的概率分布函数如公式（5)所示：
[0020]
(5);
[0021] 公式（5)中，Wd为所需预测停运概率的架空线路的设计风荷载，〇 d为所需预测停 运概率的架空线路的尺度参数，μ d为所需预测停运概率的架空线路的位置参数；
[0022] 步骤S5,按照公式（6)即可算出当大风灾害发生时，不同疲劳折损程度的架空线 路实时停运概率P，
[0023]
[0024] 上述的一种架空线路风荷载停运概率的预测方法，其中，所述步骤S2中，若所需 预测停运概率的架空线路处于稳定运行期，则其疲劳折损系数ζ = 1，则其实际所能承受 的最大风荷载等于其设计风荷载
[0025] 本发明的架空线路风荷载停运概率的预测方法，与现有技术相比的有益效果是： 能够方便快速对架空线路的风荷载停运概率进行预测，能够在大风天气到来前，提前获取 薄弱线路，重点防护，保障电网安全稳定运行。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明的架空线路风荷载停运概率的预测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027] 为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对 其【具体实施方式】进行详细地说明：
[0028] 本发明的实施例：请参阅图1，一种架空线路风荷载停运概率的预测方法，包括以 下步骤：
[0029] 步骤Sl，将所需预测停运概率的架空线路进行分组，初始化线路参数，获取其设计 风荷载Wd与其概率分布参数；
[0030] 步骤S2,读取所需预测停运概率的架空线路的服役年龄数据，判断其是否超过疲 劳折损的门槛役龄，若没有超过疲劳折损的门槛役龄，则所需预测停运概率的架空线路处 于稳定运行期，则其疲劳折损系数ζ = 1，其实际所能承受的最大风荷载等于其设计风荷 载；若超过疲劳折损的门槛役龄，则所需预测停运概率的架空线路处于损耗区，则按公式 (1)计算此时的线路设计风荷载的疲劳折损系数ζ，
[0031]
U )
[0032] 公式⑴中，ζ2是线路服役寿命到达疲劳