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近年来，频繁发生的台风、暴雨通过损毁电力设备给电网的正常运行造成严重影响，灾害天气下设备故障涉及的因素众多，不同灾害的致灾机理和致灾途径相差较大，如何建立故障概率预测模型，将气象预报信息和电网故障信息融合后对灾害进行在线预警极具挑战。此外，灾害天气下电力系统瞬息万变，如何进行在线风险评估，保证风险结果的时效性成为电力行业的研究重点。
本文针对上述问题开展了以下具体工作：
（1）针对强台风可能对所经区域的输电杆塔造成物理破坏并引发大面积停电的问题，提出一种台风灾害下考虑塑性疲劳损伤的输电杆塔在线预警方法。为确保输电塔故障预测的准确性和物资调配时间的充裕性，该方法首先选择了一个台风预警启动点，在启动点处采用网格划分确定受台风影响的风险杆塔，并根据启动点的短时预报信息预测台风对杆塔的累积作用时间和经微地形修正的风速；然后基于塑性疲劳损伤数学模型和改进的泊松公式计算输电杆塔倒塔概率；此外时刻追踪台风行径信息，不断修正台风对杆塔造成的实际塑性疲劳损伤，并根据台风中心的临近预报信息实时更新预测未故障的风险杆塔倒塔概率，直至台风离开风险区域。
（2）针对山地丘陵地区的输电线路所处环境复杂，降雨滑坡灾害可能导致输电杆塔故障从而影响电力系统的安全稳定运行的问题，提出一种降雨滑坡灾害对输电杆塔故障的时-空-强在线预警方法，从滑坡风险区域、滑坡活动时间以及杆塔受损状况三个角度实现灾害全过程的量化在线预警。首先，利用GIS技术将降雨预报区域和电网区域进行叠置获得目标风险区域，提出基于网格化的滑坡灾害指数来确定易滑坡区域；其次，结合气象数据分析渗入土壤中的降雨量逐日变化情况，构建动态更新的累积有效降雨量模型，提出可用于预测滑坡活动时间的滑坡概率模型；最后，以坡体冲击能为致灾强度、与输电塔挠度限值对应的弯曲变形能为抗灾性能，从功-能角度得到反映易滑坡区域输电杆塔损毁程度的定量函数关系。
（3）针对传统离线风险评估方法不适用于短时间内气象坏境多变的灾害天气问题，提出一种台风暴雨灾害下输电线路故障在线风险分析方法。该方法以最小负荷损失量作为故障后果，避免了灾害天气下短时间内停电损失、控制代价等难以估算的困难；将台风灾害和暴雨灾害下的故障率以独立事件原则整合得到输电杆塔故障率后，利用串联可靠性公式计算输电线路故障概率并生成系统故障状态；然后结合短临预报时效长短不同的特点，提出一种自适应故障状态筛选方法，该方法在短时预报下生成需要潮流计算的基础故障集和有失负荷后果的预想故障集，临近预报则在此基础上自适应筛选故障状态生成预选故障集，通过提高预选故障集的生成和分析效率来保证在线风险评估的实时性、有效性和快速性。
本文针对台风、暴雨灾害天气所提的电网故障在线预警和在线风险分析方法有助于调度人员准确掌握灾情的演变过程，为电力公司制定调度控制决策提供指导意义。
本文针对上述问题开展了以下具体工作：
（1）针对强台风可能对所经区域的输电杆塔造成物理破坏并引发大面积停电的问题，提出一种台风灾害下考虑塑性疲劳损伤的输电杆塔在线预警方法。为确保输电塔故障预测的准确性和物资调配时间的充裕性，该方法首先选择了一个台风预警启动点，在启动点处采用网格划分确定受台风影响的风险杆塔，并根据启动点的短时预报信息预测台风对杆塔的累积作用时间和经微地形修正的风速；然后基于塑性疲劳损伤数学模型和改进的泊松公式计算输电杆塔倒塔概率；此外时刻追踪台风行径信息，不断修正台风对杆塔造成的实际塑性疲劳损伤，并根据台风中心的临近预报信息实时更新预测未故障的风险杆塔倒塔概率，直至台风离开风险区域。
（2）针对山地丘陵地区的输电线路所处环境复杂，降雨滑坡灾害可能导致输电杆塔故障从而影响电力系统的安全稳定运行的问题，提出一种降雨滑坡灾害对输电杆塔故障的时-空-强在线预警方法，从滑坡风险区域、滑坡活动时间以及杆塔受损状况三个角度实现灾害全过程的量化在线预警。首先，利用GIS技术将降雨预报区域和电网区域进行叠置获得目标风险区域，提出基于网格化的滑坡灾害指数来确定易滑坡区域；其次，结合气象数据分析渗入土壤中的降雨量逐日变化情况，构建动态更新的累积有效降雨量模型，提出可用于预测滑坡活动时间的滑坡概率模型；最后，以坡体冲击能为致灾强度、与输电塔挠度限值对应的弯曲变形能为抗灾性能，从功-能角度得到反映易滑坡区域输电杆塔损毁程度的定量函数关系。
（3）针对传统离线风险评估方法不适用于短时间内气象坏境多变的灾害天气问题，提出一种台风暴雨灾害下输电线路故障在线风险分析方法。该方法以最小负荷损失量作为故障后果，避免了灾害天气下短时间内停电损失、控制代价等难以估算的困难；将台风灾害和暴雨灾害下的故障率以独立事件原则整合得到输电杆塔故障率后，利用串联可靠性公式计算输电线路故障概率并生成系统故障状态；然后结合短临预报时效长短不同的特点，提出一种自适应故障状态筛选方法，该方法在短时预报下生成需要潮流计算的基础故障集和有失负荷后果的预想故障集，临近预报则在此基础上自适应筛选故障状态生成预选故障集，通过提高预选故障集的生成和分析效率来保证在线风险评估的实时性、有效性和快速性。
本文针对台风、暴雨灾害天气所提的电网故障在线预警和在线风险分析方法有助于调度人员准确掌握灾情的演变过程，为电力公司制定调度控制决策提供指导意义。