电网山火灾害风险评估模型研究

发布时间：2017-08-18 03:26

  本文关键词：电网山火灾害风险评估模型研究

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【摘要】：近年来,国家为了保护森林资源,采取了退耕还林以及封山育林等政策,起到了提高森林植被密度和森林覆盖率的目的,而与此同时这些森林可燃物也成为了山火爆发的一大诱因。在全球极端气候条件的影响下,极易引发山火灾害的高火险天气持续出现,导致山火灾害的次数明显上升。电力系统是由多种类型的工程结构和电力设施通过相互连接构成的在空间上覆盖范围广泛的工程网络,为国民经济的发展提供所需的能源动力,是能源配置的物质基础,直接影响国家的经济建设和人民的生活秩序。为了保障人民的正常生产生活,维持国家的正常秩序,我们必须确保电力系统安全、优质的运行。为了满足我国经济高速发展的需求,电网建设的步伐不断加快,电网规模越来越大,在环保和土地资源的限制条件下,大量的远距离高压输电线路采取跨越林区的方式走线。一旦发生山火,火势很容易蔓延到架空线路走廊附近,造成输电线路强迫停运,同时由于山火持续时间一般较长,导致绝大部分重合闸失败进而造成停电事故。当电网区域中多条输电线路同时受到山火灾害影响时,将会造成大面积停电事故,对电网的安全稳定运行构成严重威胁。现代社会经济发展对电力的需求越来越旺盛,电力安全成为现代社会发展和经济进步的重要保障,也是国家能源安全的重要组成部分。“十二五”期间我国的电网将向着智能化,集成化,系统化的方向发展,但是电网的高度智能化会造成电网高度的脆弱性,所以电网一旦受到损害就会导致大面积的停电,甚至会造成局部电网瘫痪,因此对电网建设的风险分析和科学规划就显得特别重要。我们无法从根本上防治自然灾害的发生,但可以采取一定的手段和预防措施减小其对电网灾害的破坏。本文从减小山火对电力系统威胁,防治灾害结果规模化和社会化的角度出发,在对电网山火灾害的成灾机理、灾害后果进行分析的基础上,建立了电网山火灾害风险评估模型,为电力调度部门制定防山火措施提供科学的依据。全文的摘要内容如下：1.主要阐述了电网山火灾害风险评估的研究背景及意义,总结了自然灾害风险评估和山火预测预报的研究现状,并分析了研究领域存在的不足,最后简单介绍了本研究课题的研究内容和技术路线。2.概述了山火的成因及我国山火灾害的特点,并对我国的森林防火措施进行了计算,然后研究了线路山火的跳闸机理以及重合闸失败的原因,提出了输电线路山火防治措施。3.建立了电网山火灾害风险模型。首先概述了电网传统风险评估模型和自然灾害风险评估模型,在保留了电网传统风险评估模型概率乘以后果基本结构特点的基础上,考虑了自然灾害风险评估的多因素特点以及影响电网山火灾害风险值的因素,建立了电网山火灾害风险评估模型,即电网山火灾害风险=山火概率×山火条件下线路跳闸概率×电网灾后损失。4.建立了电网山火灾害概率模型。电网山火灾害概率模型包括两个子模型：一是山火发生概率模型,二是山火条件下线路跳闸概率模型。山火发生的可能性一般用森林火险等级表示,本文通过国家气象中心建立的森林火险气象等级预报系统对火险天气进行预报,并在此基础上结合历史数据对山火概率进行完全定量化。对于山火条件下线路跳闸概率的计算,本文根据山火蔓延的数学模型分析了在有风和无风情况下火场的蔓延情况,结合影响空气间隙击穿电压的各个因素,建立山火条件下线路跳闸概率的计算模型,并进行了实例计算。5.建立了电网山火灾害后果模型。电网山火灾害的损失包括故障维修成本和停电损失。维修成本是指将电网修复到灾前正常供电的程度需要付出的总成本。维修成本根据电网的建设成本和历史统计资料进行估算。停电损失用单位停电费用损失乘以停电量来进行计算。单位停电费用单位电量对GDP的贡献度来表示,停电量根据线路的平均功率和历次山火线路的平均修复时间进行计算,最后故障维修成本和停电损失计算电网山火灾害的总损失。
【关键词】：电网 山火 风险评估
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM75
【目录】：

• 作者简介6-7
• 摘要7-9
• abstract9-13
• 第一章 绪论13-20
• §1.1 项目的背景与意义13-14
• §1.2 国内外研究现状14-18
• 1.2.1 自然灾害风险评估研究现状14-15
• 1.2.2 山火预报研究现状15-17
• 1.2.3 存在的不足17-18
• §1.3 课题研究的主要内容和技术路线18-20
• 1.3.1 课题研究的主要内容18-19
• 1.3.2 课题研究的技术路线19-20
• 第二章 电网山火灾害的危险性分析20-27
• §2.1 山火的成因分析及特点20-23
• 2.1.1 山火成因分析20
• 2.1.2 我国山火的特点20-22
• 2.1.3 我国的森林防火措施22-23
• §2.2 电网山火灾害的致灾机理及对策分析23-26
• 2.2.1 线路山火跳闸类型23-24
• 2.2.2 线路山火跳闸机理24
• 2.2.3 重合闸失败原因24-25
• 2.2.4 输电线路山火防治措施25-26
• §2.3 本章小结26-27
• 第三章 电网山火灾害风险模型的建立27-30
• §3.1 电网传统风险模型27-28
• §3.2 自然灾害风险模型28
• §3.3 电网山火灾害风险评估模型28-29
• §3.4 本章小结29-30
• 第四章 电网山火灾害概率建模30-42
• §4.1 山火发生概率预测30-33
• 4.1.1 森林火险气象等级预报系统30-33
• 4.1.2 山火概率确定33
• §4.2 山火条件下输电线路跳闸概率模型研究33-41
• 4.2.1 山火数学模型33-35
• 4.2.2 山火条件下空气间隙击穿概率35-37
• 4.2.3 山火条件下线路跳闸概率37-38
• 4.2.4 算例分析38-40
• 4.2.5 风险评估中线路山火跳闸概率的预估40-41
• §4.3 本章小结41-42
• 第五章 电网山火灾害后果建模42-49
• §5.1 损失后果模型42
• §5.2 故障维修成本42-43
• §5.3 停电损失43
• §5.4 总风险模型及实例分析43-48
• §5.5 小结48-49
• 第六章 结论及展望49-51
• §6.1 结论49-50
• §6.2 展望50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-55

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本文编号：692481