CN111563646A - 防雷方案的评价方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防雷方案的评价方法，包括：根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案；获取每个防雷方案的换流站雷电过电压及线路耐雷水平，并根据所述线路耐雷水平计算每个所述防雷方案的线路雷击跳闸率；将每个所述防雷方案的所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压以及预设的经济参数输入预设的AHP层次分析模型中，得到每个方案的权重系数；将权重系数最高的方案设置为当前柔性直流配电***对应的最优防雷方案。本发明实施例还公开了一种防雷方案的评价装置、设备及存储介质，有效确定最优的防雷方案，从而提高***供电可靠性和经济性。
Description
技术领域
本发明涉及直流配电技术领域，尤其涉及一种防雷方案的评价方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
多端柔性直流配网因便于可再生能源消纳，可为敏感负荷提供优质供电和可实现多电源供电及多落点受电等优势，逐渐成为未来智能电网和能源互联网的重要发展趋势之一。
柔性直流配电***目前主要采用电缆进行连接，因此对***的内部过电压及其防护研究较多。由于直流电缆线路造价昂贵、日常运行维护和故障检修时间较长，因此可考虑采用更加经济性的架空线路方式。但采用架空线路方式存在雷击的风险，因此需要一种柔性直流配电***的防雷保护方法，确定最优的防雷方案，从而提高***供电可靠性和经济性。
发明内容
本发明实施例提供一种防雷方案的评价方法、装置、设备及存储介质，能有效确定最优的防雷方案，从而提高***供电可靠性和经济性。
本发明一实施例提供一种防雷方案的评价方法，包括：
根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案；
获取每个防雷方案的换流站雷电过电压及线路耐雷水平，并根据所述线路耐雷水平计算每个所述防雷方案的线路雷击跳闸率；
将每个所述防雷方案的所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压以及预设的经济参数输入预设的AHP层次分析模型中，得到每个方案的权重系数；
将权重系数最高的方案设置为当前柔性直流配电***对应的最优防雷方案。
作为上述方案的改进，所述根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案，具体包括：
根据所述***参数确定雷击点、雷电流波形、雷电流幅值及雷电通道等值波阻抗，并计算所述当前柔性直流配电***能够承受的最高过电压；
根据所述最高过电压确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案；其中，所述防雷方案包括:采用电缆线路、增加避雷柱个数及架设避雷线。
作为上述方案的改进，所述预设的经济参数包括：投入费用、维护难易度以及运行寿命。
作为上述方案的改进，将每个所述防雷方案的所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压以及预设的经济参数输入预设的AHP层次分析模型中，得到每个方案的权重系数，具体包括：
所述预设的AHP层次分析模型的准则层输入所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压、所述投入费用、所述维护难易度以及所述运行寿命，目标层为最优防雷方案，得到每个方案的权重系数。
作为上述方案的改进，所述根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案之前还包括：
根据当前柔性直流配电***的换流站进线段杆塔的基本参数、配电线路基本参数及换流站避雷器的配置建立高频电磁暂态仿真模型。
本发明另一实施例对应提供了一种防雷方案的评价装置，包括：
获取模块，用于根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案；
计算模块，用于获取每个防雷方案的换流站雷电过电压及线路耐雷水平，并根据所述线路耐雷水平计算每个所述防雷方案的线路雷击跳闸率；
处理模块，用于将每个所述防雷方案的所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压以及预设的经济参数输入预设的AHP层次分析模型中，得到每个方案的权重系数；
评价模块，用于将权重系数最高的方案设置为当前柔性直流配电***对应的最优防雷方案。
作为上述方案的改进，所述装置，还包括：
构建模块，用于根据当前柔性直流配电***的换流站进线段杆塔的基本参数、配电线路基本参数及换流站避雷器的配置建立高频电磁暂态仿真模型。
本发明另一实施例提供了一种防雷方案的评价设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的防雷方案的评价方法。
本发明另一实施例提供了一种存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的防雷方案的评价方法。
与现有技术相比，本发明实施例公开的防雷方案的评价方法、装置、设备及存储介质，通过根据预设的AHP层次分析模型结合每个防雷方案的线路雷击跳闸率、换流站雷电过电压以及预设的经济参数分析多个防雷方案，得到***最优的防雷方案，从而提高***供电可靠性和经济性。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种防雷方案的评价方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的±10kV多端柔性直流配电***的仿真图；
图3是本发明一实施例提供的预设的AHP层次分析模型的分析示意图；
图4是本发明一实施例提供的一种防雷方案的评价装置的结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的一种防雷方案的评价设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明一实施例提供的一种防雷方案的评价方法的流程示意图。
本发明实施例提供一种防雷方案的评价方法，包括：
S10,根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案。在本实施例中，当前柔性直流配电***为±10kV多端柔性直流配电***(具体参见图2)。
优选地，所述根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案，具体包括：
S100,根据所述***参数确定雷击点、雷电流波形、雷电流幅值及雷电通道等值波阻抗，并计算所述当前柔性直流配电***能够承受的最高过电压。
具体地，雷击点取换流站进线段各基杆塔处；又由于雷电流幅值是随机的，因此以柔性直流配电***遭受N年一遇的雷电流情况下进行防雷方案的选取。雷电流幅值计算方法为：
式中，L为柔性直流配电***线路长度；P为雷电流幅值累积概率分布函数；NL为线路落雷次数；Ng为地闪密度；hT为杆塔高度；a，b雷电流幅值累积概率分布函数参数a，b，Ng根据所在地区的实际情况进行选取。
在本实施例中，雷电流波形选取2.6/50μs负极性双指数波，因柔性直流配电***耐雷水平较低，雷电通道等值波阻抗在直击与反击时均取800Ω。雷击点取换流站进线段各基杆塔(#1～#6)处(参见图2)，对进线段内各基杆塔处的反击和直击进行计算，取各种情况下设备的最高过电压。以柔性直流配电***遭受二十年一遇的雷电流情况下进行防雷方案的选取。根据2008年～2017年广东省地闪密度平均值Ng＝8.13(次/km2·a)，a＝28.96，b＝3.4，可计算出柔性直流配电***遭受二十年一遇的雷电流幅值为118kA。
S101,根据所述最高过电压确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案；其中，所述防雷方案包括:采用电缆线路、增加避雷柱个数及架设避雷线。
在本实施例中，根据当前的柔性直流配电***采用了四种方案(1)采用电缆线路、(2)采用架空线路+增加DL避雷器柱数(4柱)、(3)采用架空线路+架设避雷线+增加DL避雷器柱数(3柱)、(4)采用架空线路+架设避雷线+杆塔人工接地(40Ω)。
S20,获取每个防雷方案的换流站雷电过电压及线路耐雷水平，并根据所述线路耐雷水平计算每个所述防雷方案的线路雷击跳闸率。
具体地，考虑到为提高柔性直流配电***的供电可靠性，只考虑雷击造成双极线路绝缘子击穿情况下的跳闸率。线路雷击跳闸率的计算方法为：
N＝NL(gP1+kPsf)
其中，g为雷击杆塔的概率，k为雷击导线的概率，在未架设避雷线时，g＝0.5，k＝0.5；在架设避雷线时，g＝0.25，雷电绕击到导线的概率可由式
计算得出，式中α为保护角，hT为杆塔高度；P1为雷击塔顶时绝缘子闪络的概率，Psf为雷击导线时绝缘子闪络的概率。绝缘子闪络的概率可由式
计算得到，其中I为线路的耐雷水平。需要说明的是，换流站雷电过电压及耐雷水平可以通过软件仿真获得。
S30,将每个所述防雷方案的所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压以及预设的经济参数输入预设的AHP层次分析模型中，得到每个方案的权重系数；其中，所述预设的经济参数包括：投入费用、维护难易度以及运行寿命。需要说明的是，投入费用、维护难易度以及运行寿命均是可以通过搜索现有技术进行确定的。
优选地，将每个所述防雷方案的所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压以及预设的经济参数输入预设的AHP层次分析模型中，得到每个方案的权重系数，具体包括：
所述预设的AHP层次分析模型的准则层输入所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压、所述投入费用、所述维护难易度以及所述运行寿命，目标层为最优防雷方案，得到每个方案的权重系数。
在本实施例中，参见图3及表1，为四个方案的权重系数结果。
表1
S40,将权重系数最高的方案设置为当前柔性直流配电***对应的最优防雷方案。
具体地，将每个方案的权重系数进行比较找出权重系数最高的防雷方案即为最优防雷方案。
在本实施例中，发现方案一的权重系数最高，因此方案一为最优防雷方案。
综上所述，通过根据预设的AHP层次分析模型结合每个防雷方案的线路雷击跳闸率、换流站雷电过电压以及预设的经济参数分析多个防雷方案，得到***最优的防雷方案，从而提高***供电可靠性和经济性。
作为上述方案的改进，所述根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案之前还包括：
根据当前柔性直流配电***的换流站进线段杆塔的基本参数、配电线路基本参数及换流站避雷器的配置建立高频电磁暂态仿真模型。
在本实施例中，PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件中建立高频电磁暂态仿真模型，从而便于对当前柔性直流配电***进行分析，进而便于确定防雷方案。
参见图4，是本发明一实施例提供的一种防雷方案的评价装置的结构示意图。
本发明另一实施例对应提供了一种防雷方案的评价装置，包括：
获取模块10，用于根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案。
计算模块20，用于获取每个防雷方案的换流站雷电过电压及线路耐雷水平，并根据所述线路耐雷水平计算每个所述防雷方案的线路雷击跳闸率。
处理模块30，用于将每个所述防雷方案的所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压以及预设的经济参数输入预设的AHP层次分析模型中，得到每个方案的权重系数。
评价模块40，用于将权重系数最高的方案设置为当前柔性直流配电***对应的最优防雷方案。
作为上述方案的改进，所述装置，还包括：
构建模块，用于根据当前柔性直流配电***的换流站进线段杆塔的基本参数、配电线路基本参数及换流站避雷器的配置建立高频电磁暂态仿真模型。
本发明实施例提供的一种防雷方案的评价装置，通过根据预设的AHP层次分析模型结合每个防雷方案的线路雷击跳闸率、换流站雷电过电压以及预设的经济参数分析多个防雷方案，得到***最优的防雷方案，从而提高***供电可靠性和经济性。
参见图5，是本发明一实施例提供的防雷方案的评价设备的示意图。该实施例的防雷方案的评价设备包括：处理器11、存储器12以及存储在所述存储器12中并可在所述处理器11上运行的计算机程序。所述处理器11执行所述计算机程序时实现上述各个防雷方案的评价方法实施例中的步骤。或者，所述处理器11执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器12中，并由所述处理器11执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述防雷方案的评价设备中的执行过程。
所述防雷方案的评价设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述防雷方案的评价设备可包括，但不仅限于，处理器11、存储器12。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是防雷方案的评价设备的示例，并不构成对防雷方案的评价设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述防雷方案的评价设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器11可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述防雷方案的评价设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个防雷方案的评价设备的各个部分。
所述存储器12可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器12内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器12内的数据，实现所述防雷方案的评价设备的各种功能。所述存储器12可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器12可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述防雷方案的评价设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种防雷方案的评价方法，其特征在于，包括：
根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案；
获取每个防雷方案的换流站雷电过电压及线路耐雷水平，并根据所述线路耐雷水平计算每个所述防雷方案的线路雷击跳闸率；
将每个所述防雷方案的所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压以及预设的经济参数输入预设的AHP层次分析模型中，得到每个方案的权重系数；
将权重系数最高的方案设置为当前柔性直流配电***对应的最优防雷方案。
2.如权利要求1所述的防雷方案的评价方法，其特征在于，所述根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案，具体包括：
根据所述***参数确定雷击点、雷电流波形、雷电流幅值及雷电通道等值波阻抗，并计算所述当前柔性直流配电***能够承受的最高过电压；
根据所述最高过电压确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案；其中，所述防雷方案包括:采用电缆线路、增加避雷柱个数及架设避雷线。
3.如权利要求1所述的防雷方案的评价方法，其特征在于，所述预设的经济参数包括：投入费用、维护难易度以及运行寿命。
4.如权利要求3所述的防雷方案的评价方法，其特征在于，将每个所述防雷方案的所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压以及预设的经济参数输入预设的AHP层次分析模型中，得到每个方案的权重系数，具体包括：
所述预设的AHP层次分析模型的准则层输入所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压、所述投入费用、所述维护难易度以及所述运行寿命，目标层为最优防雷方案，得到每个方案的权重系数。
5.如权利要求1所述的防雷方案的评价方法，其特征在于，所述根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案之前还包括：
根据当前柔性直流配电***的换流站进线段杆塔的基本参数、配电线路基本参数及换流站避雷器的配置建立高频电磁暂态仿真模型。
6.一种防雷方案的评价装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于根据当前柔性直流配电***的***参数确定所述当前柔性直流配电***对应的多个防雷方案；
计算模块，用于获取每个防雷方案的换流站雷电过电压及线路耐雷水平，并根据所述线路耐雷水平计算每个所述防雷方案的线路雷击跳闸率；
处理模块，用于将每个所述防雷方案的所述线路雷击跳闸率、所述换流站雷电过电压以及预设的经济参数输入预设的AHP层次分析模型中，得到每个方案的权重系数；
评价模块，用于将权重系数最高的方案设置为当前柔性直流配电***对应的最优防雷方案。
7.如权利要求6所述的防雷方案的评价装置，其特征在于，所述装置，还包括：
构建模块，用于根据当前柔性直流配电***的换流站进线段杆塔的基本参数、配电线路基本参数及换流站避雷器的配置建立高频电磁暂态仿真模型。
8.一种防雷方案的评价设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的防雷方案的评价方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的防雷方案的评价方法。
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- 2020-03-24 CN CN202010212324.7A patent/CN111563646A/zh active Pending
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