Short-Term Reliability Evaluation of Transmission System Using Lightning Strike Probability Prediction

The transmission lines are exposed to the atmosphere nature and will be affected by adverse weather such as lightning storm, so that it will affect the reliability of transmission system. This paper studies the fault probability model of transmission line during the lightning storm, and evaluates the short-term reliability of transmission system in the forecasting weather condition. Firstly, build the lightning strike fault probability model of the transmission line based on historical lightning record information, then calculate the lightning strike probability under the forecasting weather conditions, furthermore evaluate the reliability index of transmission system. Utilizing IEEE RTS-79 system to verify the validity of the proposed model and the results show that lightning has great negative influence on the transmission lines and the reliability of transmission system. The reliability evaluation model proposed in this paper can guide the short-term operation and online scheduling for transmission system operators.

Optimal transmission lines assignment with maximal reliabilities in multi-source multi-sink multi-state computer network

The optimal transmission lines assignment with maximal reliabilities (OTLAMR) in the multi-source multi-sink multi-state computer network (MMMCN) was investigated. The OTLAMR problem contains two sub-problems: the MMMCN reliabilities evaluation and multi-objective transmission lines assignment optimization. First, a reliability evaluation with a transmission line assignment (RETLA) algorithm is proposed to calculate the MMMCN reliabilities under the cost constraint for a certain transmission lines configuration. Second, the non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II) is adopted to find the non-dominated set of the transmission lines assignments based on the reliabilities obtained from the RETLA algorithm. By combining the RETLA and the NSGA-II algorithms together, the RETLA-NSGA II algorithm is proposed to solve the OTLAMR problem. The experiments result show that the RETLA-NSGA II algorithm can provide efficient solutions in a reasonable time, from which the decision makers can choose the best solution based on their preferences and experiences.

输电线路在线监测系统应用和管理平台

输电线路是智能电网的重要组成部分,为了保证输电线路的安全运行,部分网省公司现已建成雷电、覆冰、污秽、气象、微风振动等线路运行状态监测相关系统。通过研究输电线路在线监测系统的应用和管理信息平台,结合设计目标,完成了系统总体架构设计,并通过将电网输电线路监测装置采集的信息及各监测系统应用产生的应用结果信息进行融合存储,构建了完整的输电线路运行状态信息数据平台。系统还运用相关算法对传感器可靠性进行评估,在平台基础上设计了按时间特性分层的输电线路故障预警、线路故障分析、监测数据挖掘分析、线路运行状态评估、线路运行环境评估等高级应用功能,做到了自动、及时地向不同管理职责的用户分级预警汇报,能避免重大事故的发生,保障电网稳定运行。

数据驱动的输电线路在线监测装置可靠性评估

我国骨干网架规模不断扩大,其输电通道覆盖范围广、地形多样、环境复杂,这为保障重要输电通道安全稳定运行带来巨大挑战。针对目前输电线路在线监测装置故障原因识别困难、可靠性评估粗糙的问题,在深入分析输电线路在线监测装置数据异常模式的基础上,提出一种在线监测装置故障部件识别方法。针对输电线路在线装置可靠性评价方法的不足,构建装置＂失效—异常—正常＂的三元判断模型。实例分析结果表明,该方法可以有效判别输电线路在线监测装置状态,并依据概率大小给出故障原因,有助于现场运维人员采取针对性的处理措施,具有较强的工程应用价值。

一种计及地线影响的输电线路可靠性动态评估方法

雷击、冰灾等极端气象事件是导致输电线路故障的主要原因,输电线路的架空地线在夏季的防雷作用以及冬季更易覆冰的特点直接影响线路的可靠性水平。因此有必要研究地线对输电线路可靠性的影响及分析方法,并提出一种计及地线影响的输电线路可靠性动态评估方法。以"月份"作为时间尺度,对地线自身和输电导线逐月故障率分别统计并进行拟合。分析夏季、冬季地线状态对输电导线可靠性的影响,并引入相应的修正系数对输电导线故障率进行修正。利用全概率公式对线路停运概率进行计算,得到了与地线及导线故障率有关的线路全年逐月停运概率函数。算例验证了所提方法的可行性。

安排交直流并联输电线路计划检修的新方法

由于大型交直流并联输电系统承担着跨地区、跨系统、远距离、大功率的输电任务,因此如何安排系统中的线路元件进行计划检修将直接影响检修期内系统的安全性和稳定性。基于这一点提出了一种安排输电线路计划检修的新方法,同时给出了该方法的数学模型。模型中系统的风险度是基于可靠性原理定义的,它反映的是系统在某种状态下的不可靠程度。该模型是一个0-1整数规划,用枚举法可以容易地求解。应用这种方法可以对系统在各检修期内的风险水平进行比较,从而作出相应的对策,保证整个系统在计划检修期间的安全性和稳定性。

基于机会约束2层规划的输电线路检修计划优化

通过对电力市场环境下输电线路检修计划优化问题(TMSOP)的研究,提出基于机会约束2层规划的TMSOP模型和算法。模型考虑了TMSOP涉及的不确定因素,统筹了检修经济性和检修过程中电网的可靠性,同时综合评估了不安全现象的概率和后果。模型通过基于蒙特卡罗仿真的混合智能优化算法求解,在求解过程中引入禁忌表以提高计算速度。IEEE RTS-79算例仿真结果表明,文中提出的模型和算法不仅优化了线路检修计划和检修资源安排,而且明确了检修期间电网风险最低的运行方式。

考虑相关故障的双回输电线路可靠性评估

电力负荷需求不断增加使得原有输电系统可能出现过负荷现象。特别是双回平行输电线路,当其中一回线路发生故障退出而另外一回线路仍然运行时,该回线路发生过负荷的概率就会增大,甚至引起相关故障。为了考虑线路过负荷情况下双回平行输电线路的可靠性,提出应用马尔可夫随机过程建立双回平行输电线路考虑相关故障时的可靠性等效模型及其状态空间图,根据该状态空间图计算出考虑相关故障的双回平行输电线路的可靠性指标。利用算例分析了考虑相关故障时双回平行输电线路在可能的相对频率下可靠性,并与传统的双回输电线路四状态可靠性模型的可靠性指标比较。结果验证了所提可靠性等效模型的实用性和有效性,并指出输电线路过负荷运行引起相关故障对输电系统可靠性有较大影响。

考虑负荷重分配攻击和脆弱线路防御的发输电系统可靠性评估

负荷重分配(LR)攻击是一种特殊的网络攻击形式,对LR攻击进行建模并研究其对电力系统运行的影响具有重要的现实意义。首先,对LR攻击过程进行了分析,并基于半马尔可夫链建立了LR攻击的随机过程模型;其次,对LR攻击作用下攻击者与调度员之间的交互作用过程进行分析,建立了考虑LR攻击的发输电系统负荷削减模型;然后,从保护关键量测数据的角度出发,提出了一种基于输电线路利用率的脆弱线路防御策略,并进一步提出了考虑LR攻击和脆弱线路防御的发输电系统可靠性评估算法;最后,以IEEE 14节点修改系统为例进行算例分析,验证了所提出的考虑LR攻击的发输电系统可靠性评估算法的正确性以及脆弱线路防御策略的有效性。

现行输电塔设计规范可靠度水准的评估与分析

为了对输电线路杆塔结构设计规范进行较为系统且准确的可靠水准评估,基于DL/T5154—2002《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》,对输电塔不同受力构件设计表达式的可靠度展开相关研究,分析了杆塔构件荷载、抗力的统计参数及其影响规律。考虑风速、结构重要性系数及风荷载重现期的影响,对设计表达式的可靠度水平进行了精细化评估,考察了我国杆塔现行规范的可靠度水平。

输电线路在线监测系统的运行可靠性分析

输电线路在线监测装置可用率低的现状已对电网监测系统可靠运行造成了一定的威胁,因此,通过收集各类输电线路在线监测装置的运行情况资料,深入分析故障原因,从供电电源和运维质量两方面提出了提高输电线路在线监测装置可靠性的措施,并对输电线路在线监测装置的寿命要求及使用条件进行了可靠性评价。

适用于同塔四回输电线路的保护性能评估系统

输电线路同塔四回线路架设日益普遍,线间复杂的电磁耦合关系给继电保护整定计算与电网安全运行带来了新的挑战。在此背景下,设计一种同塔四回输电线路保护性能评估系统,系统主体结构涵盖当前同塔四回输电线路的所有架设形式,并能灵活可调以适应实际线路结构。输入线路结构参数、接入电网信息等数据后,评估系统自动进行故障扫描,根据各种故障情形下保护的动作情况进行加权计算,获得对应的保护性能评估值,给出最恶劣情况下保护系统的安全性评估结果,并进一步对保护整定的合理性、新型保护原理或对策的实用性、系统运行及线路检修方式的安全性等进行合理评估。

大型发输电组合系统可靠性评估方法

为解决大型发输电组合系统可靠性评估中计算费用过高的问题,提出了利用改进的重要抽样法模拟系统运行状态以减小抽样方差,结合线性规划松弛技术和两阶段修正单纯形法进行系统分析计算以降低线性规划的阶数的算法,并实现了相应的的评估软件。用该软件依据计算指标可评估IEEE-RTS系统与节点的可靠性水平,并为寻找制约系统可靠性水平的主要因素提供理论依据,且在相同精度要求下,计算时间与传统算法机相比明显下降。对大型发输电组合系统可靠性水平的仿真分析表明,该算法可做出准确、快速地评估。

计及输电线路相关停运的大电网可靠性评估

为了计算和分析输电线路对大电网可靠性评估的影响,提出一种计及双回平行输电线路独立停运、共同模式停运和相关停运的大电网可靠性评估模型和算法。计及共同模式停运和相关停运时,双回平行输电线路的两回线实际上是一个具有多个状态的元件。提出的算法可以在形成可靠性指标时,同时计算这种多状态元件造成系统失效状态下独立停运、共同模式停运和相关停运的概率和频率,减少了计算复杂性。通过对RBTS系统、IEEE-RTS96区域A系统和一个实际电力系统进行的可靠性计算分析,验证了提出的算法的正确性和有效性。

基于状态空间法的架空输电线路的可靠性评估

本文运用马尔柯夫理论建立了一种考虑天气影响的架空输电线路可靠性评估数学模型。该模型将输电线路的运行状态划分为四种状态,给出了每种平稳状态的状态概率、状态频率和状态持续时间的计算方法。实例分析验证了本文提出的模型及算法的正确性。

台风暴雨灾害下的110 kV线路倒塔与断线事故评估方法

沿海地区台风暴雨灾害频发,极易引发输电线路倒塔、断线等事故。为此,针对110 kV输电线路提出一种同时考虑台风暴雨灾害下倒塔与断线事故的评估方法。首先,分别建立台风与暴雨荷载模型,刻画台风风场中任意位置的风雨荷载;其次,对110 kV线路不同的输电塔型分别建立有限元模型,考虑风雨荷载的相关性,分析风雨荷载下线路和铁塔的动力响应;接着,基于结构可靠性理论,推导倒塔、断线概率表达式,研究不同塔型、用途、风向角等因素对倒塔的机理影响,分析电网薄弱环节,评估台风暴雨灾害下110 kV线路倒塔与断线事故;最后,仿真采用中国某地区实际电力系统和真实台风数据,验证所提方法的适用性。

基于马尔科夫链的电力系统运行可靠性快速评估

随着电力系统的快速发展,其可靠性亟需提升。从设备维护和运行角度上来看,需要建立电力系统可靠性分析的模型,因此基于马尔科夫链的模型,提出了三状态转移图。利用历史数据样本,计算出马尔科夫状态转移矩阵,总结出首次故障平均时间的可靠性指标,对电力系统的可靠性进行快速评估。基于合理的应用分析,采用马尔科夫链模型,验证了电力系统状态转移的马尔科夫性,证明了研究方法的准确性和合理性。

特殊区段的架空输电线路可靠性评估与检修决策方法分析

随着电力系统的规模不断扩大,一些特殊区段的架空输电线路极易出现故障,为此对特殊区段的架空输电线路可靠性评估与检修决策方法进行了讨论。介绍了故障模式与影响分析法和故障模式重要度分析法,并提出相应措施。

基于分离模型的双回平行输电线路可靠性评估

提出了基于分离模型的考虑独立停运、共因停运和相关停运的双回平行输电线路可靠性评估模型,解决了传统的评估模型计算量大等缺点,在电力系统中双回路使用越来越多的情况下,使可靠性评估计及其他停运模型的影响成为可能。该模型可以很容易地计及不同的停运模型,采用交集的概念计算系统的失效概率和等效故障率,并分析不同停运模型对系统故障率的影响,算例分析验证了分离模型的有效性。

数字化输电线路与可靠性策略分析

阐述数字化技术在输电线路可靠性和韧性提升中的应用,提出了数字化输电线路的可靠性和韧性综合评估方法,并通过实例分析验证了该方法的有效性。