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一种用于输电线路的风险评估方法、系统及存储介质

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-09-21 14:22:13

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 宋莹 | 2022-09-21 14:22:13

一种用于输电线路的风险评估方法、系统及存储介质本发明公开了一种用于输电线路的风险评估方法及系统,属于电力系统非常规安全风险防控技术领域。本发明方法,包括:一种用于输电线路的风险评估方法,所述方法包括:获取发生高空核爆的输电线路的基础参数;建立有损耗地面上的输电线路多导体传输线缆模型;确定输电线路在高空核爆电磁脉冲作用下的响应电压;获取输电线路的高空核爆电磁脉冲冲击耐受结果;确定输电线路在高空核爆电磁脉冲冲击下的风险。本发明可以提前判断输电线路是否会受到高空核爆电磁脉冲的损伤影响,并可作为雷电等其他原因带来的瞬态电磁脉冲防护的参考,满足电力系统非常规安全风险防控方面的需要。

本发明涉及电力系统非常规安全风险防控技术领域,并且更具体地,涉及一种用于输电线路的风险评估方法、系统及存储介质。本发明一种用于输电线路的风险评估方法,包括:获取发生高空核爆的输电线路的基础参数;根据基础参数,建立有损耗地面上的输电线路多导体传输线缆模型;求解线缆模型,根据线缆模型的解,确定输电线路在高空核爆电磁脉冲作用下的响应电压;将响应电压与预设倍数的输电线路绝缘子雷电全波冲击耐受电压进行比较,获取输电线路的高空核爆电磁脉冲冲击耐受结果;根据冲击耐受结果,确定输电线路在高空核爆电磁脉冲冲击下的风险。若存在风险进行报警。可选的,基础参数,包括:高空核爆电磁脉冲激励源参数、输电线路参数及输电线路所处地面参数;所述高空核爆电磁脉冲激励源参数,包括:激励源波形、入射角、极化角、方位角;所述激励源波形,为高空核爆电磁脉冲早期分量的波形;所述入射角为波形中入射平面波矢量与其投影矢量之间的夹角;所述极化角为波形中入射平面波中的电场矢量方向与入射平面所成的夹角;所述方位角为波形中入射平面波在地面的投影矢量与x轴的夹角。

高空核爆一般指爆高高于30km的核爆炸,高空核爆会产生高空核爆电磁脉冲,这是核爆炸除冲击波、光热辐射、贯穿辐射和放射性辐射之外的第五种效应,是一种强大的电磁干扰源。高空核爆电磁脉冲波形主要分成三个阶段,分别为早期成分、中期成分、晚期成分。其中,早期成分的频谱覆盖范围包括中频、高频、甚高频甚至一些超高频波段的信号,具有辐射范围广、峰值场强高和频谱范围宽等特点,可以通过天线、孔缝、线缆等强耦合作用,对电力设备和系统造成暂时和永久损伤,具有强大的破坏效应,严重威胁电网安全运行。

电力系统包含分布很广的架空输电线路,高空核爆电磁脉冲可以通过对输电线路的耦合作用,在输电线路上产生幅值较高、前沿很陡的感应电压和感应电流。感应电流幅值可能会超过输电线路绝缘的耐雷水平,导致大面积范围内的线路绝缘子串发生闪络,造成短路故障,从而引起线路单相接地或跳闸,造成线路供电中断。高空核爆电磁脉冲产生的感应电压持续时间短、陡度远大于雷电过电压,现有的氧化锌避雷器对高空核爆电磁脉冲产生的感应电压是否能够快速响应从而动作并不确定。而且,在快前沿的高空核爆电磁脉冲作用下,杆塔接地引线的电感和接地体的冲击接地电阻将会变大,这些使得高空核爆电磁脉冲对输电线路的影响超过雷电的作用。

目前,我国对于输电线路安全运行的防护,主要针对的是雷害风险,而在高空核爆电磁脉冲对输电线路影响的研究较少。

针对上述问题,本发明一种用于输电线路的风险评估方法。

西安交通大学(Xi’an Jiaotong University),简称“西安交大”,位于陕西省西安市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学,由教育部与国家国防科技工业局共建,位列国家“双一流”, 首批进入国家“211工程”和“985工程”,是国家“七五”“八五”重点建设高校,入选“珠峰计划”“强基计划”“2011计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、卓越法律人才教育培养计划,是环太平洋大学联盟、九校联盟(C9) 、中国大学校长联谊会、全球能源互联网大学联盟、中俄综合性大学联盟、中俄交通大学联盟、CDIO工程教育联盟、丝绸之路大学联盟成员高校,是中国人工智能教育联席会理事长单位、学位授权自主审核单位,是中国三所开设少年班高校之一。

本发明提出了一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行上述权利要求1-9任一所述的用于输电线路的风险评估方法。

本发明考虑了高空核爆电磁脉冲对输电线路的耦合作用机理和关键影响因素,基于已有的输电线路相关参数,可以提前判断输电线路是否会受到高空核爆电磁脉冲的损伤影响,并可作为雷电等其他原因带来的瞬态电磁脉冲防护的参考,满足电力系统非常规安全风险防控方面的需要。

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