电网的山火防治与运行优化研究

论文摘要

近年来,电网规模的不断发展,使线路跨越林区的概率增大,在全球气候变暖等因素的影响下出现越来越多的山火引起线路跳闸停电事故,威胁到电力公司的正常运营和国民经济的正常生产。若爆发大面积山火影响到多条输电线路时,将对电网的安全稳定运行提出严峻的挑战。为了减少和防止上述事故的发生,本文从输电线路山火预测、监测和改变运行方式防治山火等方面研究了电网防治山火的措施。本文首先提出了运用极端学习机预测山火的方法,利用统计的火灾数据对其进行了训练学习,并用2009年输电线路山火数据进行了验证,其结果表明了极端学习机在山火预测方面有较好的准确性。分析了输电线路灾情监测网与卫星红外遥感探测系统相结合的输电线路山火监测系统,该系统不但能监测到输电线路附近的小范围山火,还能预测和近实时地把握火灾的发展趋势。预测和监测的结果将为电网防治山火和启动输电线路山火事故预案提供参考依据。结合湖南的地形、气候和风土人情等因素分析了湖南2-4月山火多发的原因,同时还定性地分析了山火引起输电线路跳闸的原因以及绝大部分跳闸重合闸失败的原因,为制定电网防治山火措施提供理论支撑。本文还分析了转移即将受山火影响的输电线路负荷,停运该线路等改变运行方式的方案应用于输电线路防山火的可行性,并用PSASP软件对WSCC九节点系统进行了仿真分析,证明此方案是可行的;最后分析了输电线路山火应急预案及其体系,使电网山火防治措施系统化。通过对电网山火防治措施综合地、系统地分析,为电网公司能快速地、有序地处理输电线路山火事故提供了参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 项目的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 山火预报研究现状
• 1.2.2 山火监测研究现状
• 1.2.3 电力系统外部灾害防治措施概况
• 1.3 输电线路山火存在的问题
• 1.4 本文的工作
• 第二章 输电线路山火预测及监测
• 2.1 极端学习机基本理论
• 2.1.1 激活函数的类型
• 2.1.2 极端学习机预测模型
• 2.1.3 极端学习机预测山火结果及分析
• 2.2 输电线路山火监测
• 2.2.1 输电线路灾情监测系统
• 2.2.2 卫星红外遥感探测系统
• 2.3 输电线路山火监测预警系统
• 2.4 小结
• 第三章 湖南山火成因及山火对输电线路影响的分析
• 3.1 山火发生原因分析
• 3.1.1 地理环境和气候因素
• 3.1.2 火险天气
• 3.1.3 可燃物与火源
• 3.2 火灾现场调查
• 3.2.1 船星I 线#236 杆塔山火情况分析
• 3.2.2 星云线#37 杆塔山火情况分析
• 3.3 结合现场调查的原因分析
• 3.3.1 大尺度气象原因分析
• 3.3.2 焚风效应分析
• 3.4 山火引起输电线路跳闸原因分析
• 3.5 小结
• 第四章 电网优化运行在电网防山火中的应用
• 4.1 电网山火事故优化运行的基本原理
• 4.1.1 最优化的基本数学模型
• 4.1.2 最优化问题求解的基本思路
• 4.2 电力系统潮流分析
• 4.2.1 潮流计算的基本要求
• 4.2.2 潮流计算的应用
• 4.3 调整电网运行方式的山火防治方法
• 4.3.1 电网山火事故时运行优化模型
• 4.3.2 环形电网的初始潮流计算
• 4.3.3 山火使电网解环后的潮流计算
• 4.4 PSASP 仿真计算
• 4.5 仿真分析
• 4.5.1 六种情况的静态稳定储备系数计算
• 4.5.2 情况1 的运行优化分析
• 4.5.3 情况4 的运行优化分析
• 4.6 小结
• 第五章 输电线路山火事故应急体系
• 5.1 输电线路山火应急处置的基本原则
• 5.2 应急体系的组织机构和职责
• 5.2.1 组织机构
• 5.2.2 应急领导小组办公室的职责
• 5.2.3 各成员的职责
• 5.3 预防、预警及信息报告
• 5.3.1 危险源监控与预警发布
• 5.3.2 信息报告
• 5.4 山火灾害的处置措施
• 5.4.1 大面积山火影响输电线路安全运行的处置措施
• 5.4.2 山火造成电网大面积停电处置措施
• 5.4.3 电力设施大范围受损抢修处置措施
• 5.5 山火灾害应急结束
• 5.6 小结
• 全文总结及展望
• 主要成果
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间完成的论文
• 附录B 攻读硕士学位期间获得的奖励
• 附录C 攻读硕士学位期间所参与的项目
• 附录D WSCC-9 节点系统数据
• 附录E 6 种山火情况的潮流分布图
• 中英文摘要