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输电线路是电力系统的主要组成部分,其安全稳定运行是整个电网安全的保障。近年来,随着我国电网互联发展战略的实施和特高压输电线路的建设与发展,输电线路的故障给社会和经济生活带来了越来越大的影响。相关资料显示,雷击是引起输电线路故障的主要原因之一,每年对电网的运行造成了很大损失。因此,本文研究了雷电天气下输电线路发生雷击故障的概率,进而对电网进行短期可靠性评估,分析雷电天气对电网可靠性的影响。其主要内容包括: ①分析雷电活动强度与气象雷达回波参数之间的相关关系,建立了基于 BP神经网络的雷电流幅值预测模型。模型选取气象回波参数(包括回波强度,最大回波顶高和垂直累积液态水含量)作为输入层数据,雷电流幅值作为输出层数据;选取合适的隐层节点和训练函数,预测雷电流幅值,并对预测结果及预测误差进行详细分析。 ②建立了基于雷电信息的输电线路雷击故障概率模型。该模型通过对输电线路雷击故障数据的统计分析,利用信息扩散方法获得线路发生雷击故障的条件概率密度分布;利用历史雷电流数据,依据经验公式,通过Matlab拟合得到雷电流幅值概率密度;给出落雷侧面距离概率密度分布,然后通过贝叶斯公式得到特定气象条件下输电线路发生雷击故障的概率。算例结果表明,输电线路存在最大的绕击雷电流;同一雷电流幅值下不同的侧面距离雷电绕击概率差别较大;同一侧面距离不同雷电流幅值下故障概率也有较大差异。此外,论文还研究了特定雷电条件下输电线路雷击故障概率与雷击故障率和雷电持续时间之间的关系。 ③研究了计及输电线路雷击故障概率的电网短期可靠性评估模型,模型中考虑了雷电天气下输电线路发生雷击故障的概率并计算了电力系统受雷电影响下的可靠性水平。该模型先对输电线路所经过区域进行网格化划分,通过气象雷达预报获取一段时间后每个网格的雷电参数,并通过雷电流幅值预测模型得到雷电流幅值;由网格经纬度坐标确定落雷侧面距离,然后计算输电线路在该预报天气条件下的雷击故障概率并计算此条件下系统可靠性指标。在IEEE RTS-79测试系统上对线路雷击概率模型进行验证,算例结果表明,雷电天气对输电线路和系统可靠性有较大的影响,该模型可以指导短期运行规划和在线调度决策。