摘要：降雨頻繁、大規(guī)模發(fā)生誘發(fā)次生災(zāi)害，增加了引出輸電線路停運(yùn)的不良狀況，本文擬定建設(shè)一種考慮降雨引起次生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，用于測(cè)評(píng)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而為精確辨識(shí)降雨引起的次生地質(zhì)災(zāi)害下電網(wǎng)系統(tǒng)薄弱節(jié)點(diǎn)提供可靠依據(jù)。整體分析網(wǎng)架構(gòu)造及電網(wǎng)運(yùn)行狀況，設(shè)定現(xiàn)實(shí)應(yīng)用時(shí)模型內(nèi)的數(shù)據(jù)收集、處理及信息反饋等重要技術(shù)達(dá)成框架。

　　關(guān)鍵詞：輸電桿塔;降雨災(zāi)害;輸電桿塔;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

　　引言

　　伴隨全球氣候條件改變、嚴(yán)重自然災(zāi)害發(fā)生率逐年提升，國(guó)內(nèi)電網(wǎng)系統(tǒng)悲破壞的概率相應(yīng)提高，形成了慘重的經(jīng)濟(jì)損失。大雨、暴雨及連續(xù)性強(qiáng)降雨等災(zāi)害氣象很可能造成局部地勢(shì)發(fā)生次生地質(zhì)災(zāi)害。輸電桿塔是電網(wǎng)高壓線路的重要支撐物，建設(shè)階段難免會(huì)跨越山脊、陡坡等地段，在降雨災(zāi)害作用下，因發(fā)生次生地質(zhì)災(zāi)害極易在短時(shí)間內(nèi)損壞大量桿塔。本文將輸電桿塔為研究對(duì)象，建設(shè)一種分析降雨氣象引起次生地質(zhì)災(zāi)害的電網(wǎng)評(píng)估方法，并通過算例分析檢驗(yàn)證實(shí)本文所提及方法的準(zhǔn)確性。

　　1、建設(shè)致災(zāi)因素的模型

　　1.1氣象模型

　　降雨過程及其以后容易發(fā)生山體滑坡等災(zāi)害，且滑坡發(fā)育程度和雨量增減間存在正相關(guān)性。

　　設(shè)定降雨氣象災(zāi)害開始實(shí)踐為第1天，預(yù)測(cè)第 天會(huì)發(fā)生滑坡。已知多天降雨之間在時(shí)間維度上具有一定關(guān)聯(lián)性，將和時(shí)間有關(guān)的衰減系數(shù)( )導(dǎo)入，則發(fā)生滑坡災(zāi)害前 天的降雨量有效值( )可用①式表示[1]：

　　1.2建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)模型

　　本文只分析巖體失穩(wěn)滑落對(duì)桿塔形成的沖擊、破壞過程，建設(shè)滑坡體造成的桿塔形變的模型。

　　依照滑坡體運(yùn)動(dòng)耗能機(jī)理，可以采用彡式測(cè)算出滑坡體作用在桿塔的等效沖擊力(F)：

　　③[式中，x是F作用桿塔時(shí)和tare基相距的等效高度;m是滑坡體總質(zhì)量;h是滑坡體質(zhì)心

　　到桿塔塔基在垂直方向的間距;E1是桿塔的抗彎剛度;μ是滑面摩擦系數(shù); 是傾斜角度;g是重力加速度]

　　2、建設(shè)降雨災(zāi)害誘發(fā)線路失效概率的模型

　　2.1估測(cè)降雨引起巖土滑坡概率

　　汛期中降雨氣象頻率明顯高于其他時(shí)間段，大量降雨對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生過程能起到一定助推作用。結(jié)合既往實(shí)際勘測(cè)數(shù)據(jù)，采用曲線擬合的形式獲得降雨誘發(fā)巖體滑坡事件概率屬性(見圖1)[2]。

　　2.2估計(jì)巖體滑坡造成桿塔形變的概率

　　當(dāng)發(fā)生滑坡事件時(shí)，滑體會(huì)由高熱能處朝向低勢(shì)能處運(yùn)動(dòng)，并會(huì)釋放出大量能量，增加桿塔損毀的風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合既往文獻(xiàn)資料，將輸電桿塔設(shè)定為研究對(duì)象，于有限元軟件內(nèi)建設(shè)桿塔有限元模型并進(jìn)行了仿真模擬，結(jié)果見圖2所示。結(jié)合曲線擬合情況，認(rèn)定正態(tài)分布能準(zhǔn)確的呈現(xiàn)出滑坡體造成桿塔形變改變的分布特征。

　　3、電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估方法

　　3.1蒙特卡洛模

　　在測(cè)算風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行抽樣檢查。蒙特卡洛模擬法應(yīng)用階段不受主客觀條件的約束，可以簡(jiǎn)單的模擬氣象與電力系統(tǒng)的主要特點(diǎn)與狀態(tài)，其在評(píng)估繁雜系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)方面表現(xiàn)出良好效能，只要擬化頻次足夠多時(shí)，方能獲得一個(gè)準(zhǔn)確度偏高的系統(tǒng)失效概率。

　　蒙特卡洛模擬法還被稱之為狀態(tài)抽樣法，其核心思想可以做出如下概述：一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)為全部元件狀態(tài)的整合，并且可以通過抽樣形式明確各元件出現(xiàn)某種狀態(tài)的概率。當(dāng)抽樣數(shù)足夠多時(shí)，可以將系統(tǒng)狀態(tài)( )的抽樣頻率作為其概率的無偏差估算，有⑥式：

　　3.2系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)算法

　　(1)建設(shè)負(fù)荷削減模型

　　建設(shè)該模型時(shí)充分考慮了多種運(yùn)行管束條件，進(jìn)而測(cè)求出降雨災(zāi)害影響下的電網(wǎng)控制措施。

　　(2)設(shè)定系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)

　　結(jié)合電網(wǎng)現(xiàn)實(shí)調(diào)度運(yùn)轉(zhuǎn)的需求，可以設(shè)定諸多風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，本文主要使用切負(fù)荷概率(pPLC)、電力不足期望值(EDNA)、系統(tǒng)供電損失風(fēng)險(xiǎn)(Rrisk)等指標(biāo)量化降雨災(zāi)害下電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)水平。

　　A.切負(fù)荷概率(pPLC)

　　4、技術(shù)實(shí)現(xiàn)框架

　　4.1采集數(shù)據(jù)

　　多普勒雷達(dá)系統(tǒng)能準(zhǔn)確提供降雨信息(比如雨量、雨強(qiáng)及降雨區(qū)段等)，且還要結(jié)合實(shí)況有針對(duì)性調(diào)整預(yù)測(cè)間隔時(shí)間。綜合使用數(shù)字高程模型(DEM)和遙感數(shù)據(jù)，能取得三維立體效果，準(zhǔn)確校正遙感影像，有益于提升圖像詮釋的準(zhǔn)確度，提獲地物參數(shù)。

　　4.2處理數(shù)據(jù)

　　本文采用網(wǎng)格劃分技術(shù)把降雨預(yù)報(bào)圖和電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D合二為一，其能快速捕獲降雨區(qū)段電力設(shè)備損毀狀況，處理流程如下：首先，結(jié)合既往電力設(shè)備損毀數(shù)據(jù)、遙感影像動(dòng)態(tài)采集的信息，預(yù)處理數(shù)據(jù)與疊加DEM，完成修正數(shù)據(jù)，建設(shè)電力設(shè)備對(duì)應(yīng)的損毀概率密度曲線。其次，預(yù)測(cè)桿塔所處方位災(zāi)害的嚴(yán)重性，并建設(shè)斷線概率模型。最后依照電網(wǎng)系統(tǒng)SCADA數(shù)據(jù)與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，測(cè)算實(shí)時(shí)潮流，建設(shè)次生地質(zhì)災(zāi)害下電力運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)測(cè)評(píng)方法(圖3)[4]。

　　4.3信息反饋

　　可以將遙感數(shù)據(jù)、DEM結(jié)果及模型輸送出的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)設(shè)定為反饋信息。把以上信息反饋到電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度中心，這樣運(yùn)維人員便能依此采用相關(guān)調(diào)整措施，例如嚴(yán)格監(jiān)測(cè)電網(wǎng)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)、科學(xué)使用遙感數(shù)據(jù)防范外界災(zāi)害侵襲電網(wǎng)內(nèi)部，綜合多種反饋信息，立足于實(shí)況擬定緊急預(yù)案與故障快速修整決策，借此方式提升電網(wǎng)抵抗自然災(zāi)害的能力。

　　結(jié)束語(yǔ)：

　　文章在剖析降雨災(zāi)害引起次生地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)機(jī)制的基礎(chǔ)上，建設(shè)了一種用于評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的模型，該模型能準(zhǔn)確的拓展現(xiàn)存電網(wǎng)防御系統(tǒng)，協(xié)助運(yùn)維人員辨識(shí)降雨氣象條件下電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，為修復(fù)決策制定提供較可靠的數(shù)據(jù)支持。

　　參考文獻(xiàn)：

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