电网气象关联影响分析方法及应用

目录 前言 第1章 绪论 1 1.1 背景与意义 1 1.2 气象对电网的影响 3 1.2.1 气象对发电部分的影响 4 1.2.2 气象对输电部分的影响 6 1.2.3 气象对电力负荷的影响 10 1.3 输电线路故障失效模型研究现状 10 1.3.1 统计分析现状 11 1.3.2 模拟分析现状 12 1.3.3 预测评估现状 13 1.4 气象对风光新能源并网的影响现状 14 1.4.1 风速及日照强度模型研究现状 14 1.4.2 新能源并网系统风险研究现状 16 1.5 恶劣天气下线路运行风险及安全校核研究现状 18 1.6 考虑气象条件的电网运行检修决策研究现状 19 1.7 本书后续章节安排 20 第2章 气象相关的输电线路故障统计模型与模拟方法 23 2.1 引言 23 2.2 气象所致输电线路故障时间特征分析 23 2.3 时间及气象相关的输电线路故障统计模型 28 2.3.1 各类气象条件下的故障统计模型 29 2.3.2 历史同期时间尺度的故障统计模型 30 2.4 气象敏感类输电线路时变故障率模拟 30 2.4.1 输电线路时变故障率分布函数假设 30 2.4.2 具有多峰周期特性的时变故障率函数拟合 31 2.4.3 具有单峰周期特性的时变故障率函数拟合 32 2.5 气象相关的输电线路强迫停运时间分布特征模拟 34 2.5.1 描述强迫停运时间的常用概率分布函数 35 2.5.2 气象相关的线路强迫停运时间概率分布拟合 35 2.6 本章小结 37 第3章 气象相关的输电线路失效差异评价 38 3.1 引言 38 3.2 输电线路气象风险表征 39 3.2.1 现有分天气状态的线路故障率模型 39 3.2.2 基于时空差异的线路气象风险表征 40 3.3 气象所致输电线路故障时空特征分析 41 3.3.1 输电线路故障的地域特征 41 3.3.2 输电线路故障的时间特征 43 3.4 实例分析 45 3.4.1 算例1：输电线路故障区域特征差异 46 3.4.2 算例2：输电线路故障时间特性差异 48 3.5 本章小结 49 第4章 多气象因素组合的输电线路风险分析方法 51 4.1 引言 51 4.2 计及不同气象因素及其等级的输电线路故障率模型 51 4.3 多气象因素的线路故障风险灰色模糊综合评判模型 53 4.3.1 建立综合评判模型的基本思路 53 4.3.2 表示评判结果等级的评判集的建立 54 4.3.3 灰色模糊评判矩阵的建立 54 4.3.4 灰色模糊综合评判 56 4.3.5 评判结果的处理 57 4.4 算例分析 57 4.5 本章小结 59 第5章 计及气象敏感类线路时变故障率的电网风险评估 60 5.1 引言 60 5.2 计及时间及气象因素的电网风险指标 61 5.2.1 常用的电网充裕性指标 61 5.2.2 不同时间尺度下的风险指标 62 5.2.3 不同气象因素下的风险指标 63 5.3 时空环境相依的电网风险评估流程 64 5.4 算例分析 66 5.4.1 算例1：计及不同气象因素的电网风险 66 5.4.2 算例2：基于线路时变故障率的电网风险 71 5.5 本章小结 73 第6章 计及风速时间周期特征的风电并网系统风险评估 75 6.1 引言 75 6.2 风速的时间周期特征模型 76 6.2.1 风速特征分析 76 6.2.2 风速的时间周期特征建模 77 6.2.3 风速时间周期模型的检验 81 6.3 计及风速时间周期特征的风电场出力模型 85 6.4 风电并网系统风险评估方法 85 6.4.1 评估指标 86 6.4.2 评估流程 86 6.5 算例分析 88 6.5.1 算例改造 89 6.5.2 结果及分析 89 6.6 本章小结 94 第7章 输电线路输送能力在线评估及安全校核 95 7.1 引言 95 7.2 输电线路载流能力和温度计算方法 96 7.2.1 导线热平衡方程 96 7.2.2 导线载流量计算方法 98 7.2.3 导线温升计算方法 100 7.3 基于数值天气预报的输送容量估计 101 7.3.1 输电线路动态载流能力预测 102 7.3.2 输电线路载流安全裕度评估 103 7.4 N.1准则下的输电断面在线安全校核 104 7.4.1 N.1方式下输电断面安全校核思路 104 7.4.2 N.1方式下导线温升越限时间预警 105 7.4.3 输电断面N.1在线安全校核流程 107 7.5 算例分析 109 7.6 本章小结 114 第8章 大风环境下输电线路电气绝缘距离安全校核 115 8.1 引言 115 8.2 风偏放电机理与导线风偏角计算模型 116 8.2.1 风偏放电机理分析 116 8.2.2 风偏角计算模型117 8.3 风偏状态下线路至塔身的*小间隙距离 119 8.3.1 导线-直线塔*小空气间隙的计算 120 8.3.2 跳线-耐张塔*小空气间隙的计算 123 8.3.3 多回路输电塔*小间隙的计算 129 8.4 带电部分与杆塔构件的允许*小间隙 129 8.5 计及降雨的允许*小间隙修正 129 8.6 算例分析 131 8.7 本章小结 135 第9章 计及气象因素影响的电网设备检修决策 136 9.1 引言 136 9.2 气象条件对检修的影响 137 9.3 短期检修计划优化模型 138 9.3.1 优化指标 138 9.3.2 优化目标函数 140 9.3.3 约束条件 140 9.4 检修计划优化模型的求解 141 9.5 算例分析 143 9.6 本章小结 146 第10章 总结与研究展望 147 参考文献 149