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当今社会,电力系统已成为一个国家巨型复杂生命线工程系统的重要组成部分,而电网系统作为电力系统的组成部分发挥着至关重要的作用,电网系统的安全直接影响国家的经济建设和人民的生活秩序。威胁电网系统运行安全的因素除系统内部的设备运行故障、人为操作失误外,系统外部的自然灾害也占很大一部分,而地震对电网系统造成的损害非常巨大。
云南省地处印度洋板块与亚欧板块中国大陆碰撞带东沿,地质构造复杂且运动剧烈,地震活动性高,属于比较典型的板沿、板内地震活动混合型地区。云南省地震活动具有发震频率高、分布范围广、地震强度大、灾害损失重等特点。20世纪,云南历史地震资料记录的5级以上地震有289次(不计余震),其中7级以上大强震有10组13次、6.0~6.9级强震有62次。
云南电网系统几乎覆盖云南全境,历史地震资料表明,地震灾害对云南电网系统造成的损失相当严重。由于受现代科技水平的限制,我们无法从根本上防止地震灾害的发生,但可以采取一定的有效措施预防和减少其对电网系统的破坏。因此,本文从预防和减少电网地震损失出发,对云南电网系统进行地震灾害的风险评估,以获得云南各局电网系统地震灾害的风险水平,为政府及云南电网公司宏观控制云南电网系统提供科学的依据。全文简要内容如下:
第一章绪论。主要阐述了云南电网系统地震灾害的风险评估研究背景及意义,总结了地震危险性分析及电网系统地震易损性分析的研究现状,最后概述了本课题研究内容及技术路线。
第二章云南电网系统地震灾害的风险评估模型研究。首先从风险的定义出发,论述了灾害风险评估的相关原理;然后概述了电网系统地震灾害风险的影响因素和特征,从电网系统地震灾害风险的构成要素入手,提出了风险评估的基本流程;最后建立了云南电网系统地震灾害的风险评估数学模型。
第三章云南地震灾害危险性评估。首先概述了地震的致灾机理;然后在研究了云南省地震活动时空分布特征的基础上,定义了地震危险性为地震危害能力和地震发生概率的乘积;然后结合确定性分析和概率性分析的特点,依据系统论的原理,从定性的角度出发给出了地震危险性评估的几个指标,即影响地震危害能力的因子有地震烈度、历史最大震级和震源密度,并采用层次分析法定量地论述了评估指标间的关系,建立了地震危险性评估的数学模型,并提出了地震危险性系数的计算公式,对云南省各县进行了地震危险性评估。
第四章云南电网系统地震灾害易损性评估。主要概述了云南电网系统承灾体的种类、分布特征和震害特征,在阐述了易损性定义的基础上,给出了电网系统地震易损性的定义,并提出电网地震易损性由内生易损性和外因易损性两部分构成,给出了易损性系数的计算公式;随后采用统计分析方法,以云南电网本身健康指数和历史地质灾害资料为依据,从内生易损性和外因易损性对云南各市电网系统进行了地震易损性评估。
第五章云南电网系统地震灾害的风险评估。将电网系统地震灾害损失分为直接经济损失和间接经济损失,根据电网系统地震灾害的特点,用输电线路设备损失和电量损失来表示线路直接经济损失,用因电量损失而造成的社会损失来表示间接经济损失。由于社会损失是一个比较笼统的概念,本文依据海因里希的直接经济损失和间接经济损失比值原理,用人口密度比例系数和GDP密度比例系数与直接经济损失的乘积表示间接经济损失。在单条输电线路损失的基础上,乘上区域线路条数,再加上区域变电站地震灾害损失得到区域地震灾害损失。根据云南电网线路设备造价、电量损失情况以及云南各市(州)人口密度和GDP密度数据,采用上述方法得出云南各市(州)电网系统地震灾害风险值。