计及不同灾害条件下杆塔可靠度的电网可靠性评估研究

摘要

伴随着国民经济体量的增加，电力系统的规模相应扩大，其故障带来的经济损失和社会影响不断增加，其安全稳定运行的重要性也显著提升。近年来，多起自然灾害使电网遭受了严峻的考验，例如我国南方部分地区在2008年发生了持续时间长、强度高的大规模冰冻灾害天气，致使当地发生多起输电杆塔倒塔断线事故。输电杆塔是输电线路的基础支撑结构之一，其可靠度将对线路及全网的可靠性产生直接影响。因此，对计及不同灾害条件下杆塔可靠度的电网可靠性评估的研究至关重要。
　　本文首先以浙江省某地实际气候统计数据为参考，设定不同气候条件，对输电杆塔荷载效应、荷载效应比、荷载计算、杆塔构件功能函数、基本随机变量统计参数等进行研究，建立基于JC法与窄界限法的杆塔可靠度模型，计算不同气候条件下杆塔体系可靠度和失效概率。算例结果表明，该模型能准确评估塔体系可靠度和失效概率。然后，针对蒙特卡洛模拟法无法兼顾计算时间和计算精度的缺陷，为了提高电网可靠性评估抽样方法的抽样效率，对系统状态空间分割法、系统状态快速排序技术、重要抽样法和拉丁超立方抽样法进行研究，建立高效的基于混合抽样策略的改进SSP电网可靠性评估模型。运用该模型把待评估系统进行状态空间分割，得到子空间SF和SM，分别用解析法和重要-拉丁超立方抽样法对其进行分析。算例结果表明，本文所提模型是一种高效、准确的评估模型。最后，设定待评估系统受不同气候条件影响的区域和受影响程度，结合上述模型，计算杆塔体系失效概率，做出适当简化，假设线路为由若干杆塔体系组成的串联体系，并由此计算线路故障率，运用基于混合抽样策略的改进SSP电网可靠性评估模型对系统进行可靠性评估。算例结果表明，该方法能够快速、准确地评估电网受不同气候条件影响时的可靠性。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究综述

1．2．1 杆塔可靠度研究

1．2．2 电网可靠性评估

1．2．3 灾害条件下电网可靠性研究

1．3 研究内容及组织结构

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 本文组织结构

第2章 基于JC法与窄界限法的杆塔可靠度模型

2．1 概述

2．2 杆塔可靠度模型

2．2．1 荷载效应

2．2．2 输电杆塔荷载计算

2．2．3 输电杆塔结构构件功能函数

2．2．4 基本随机变量统计参数

2．2．5 基于JC法的杆塔构件可靠度模型

2．2．6 基于窄界限法的杆塔体系可靠度模型

2．3 算例分析

2．3．1 荷载效应比

2．3．2 杆塔体系可靠度

2．4 本章小结

第3章 基于混合抽样策略的改进SSP电网可靠性评估模型

3．1 概述

3．2 系统状态空间分割法

3．3 系统状态快速排序技术

3．4 混合抽样策略

3．4．1 重要抽样法

3．4．2 拉丁超立方抽样法

3．5 基于混合抽样策略的改进SSP模型

3．6 算例分析

3．6．1 算例说明

3．6．2 结果及分析

3．7 本章小结

第4章 考虑灾害条件下杆塔可靠度的电网可靠性评估模型

4．1 概述

4．2 模型建立

4．3 算例分析

4．3．1 算例说明

4．3．2 结果及分析

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表和录用的学术论文