一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法及系统与流程

本发明涉及配电网，特别涉及一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法及系统。

背景技术：

1、有源配电网是指配电网中包含分布式发电资源，如太阳能光伏、风能等可再生能源，以及储能设备、电动汽车等灵活性资源的电网。这些分布式电源能够提供有功和无功功率，从而提高配电网的运行灵活性和可靠性。雷电是造成电网故障的首要原因，我国电网每年遭受雷击35万余次，输电系统雷击跳闸数占总跳闸数的50％以上，严重威胁电网安全运行。随着电网升级扩大，全面提升雷击防护水平的需求愈加凸显。

2、然而，有源配电网的雷击风险评估与传统配网的雷击风险评估存在较大差异，传统配网线路的雷击风险评估仅需考虑本基杆塔的耐雷水平、地闪密度即可，而有源配电网由于雷击线路侧和光伏侧会产生相互影响，因此传统配网线路的雷击风险评估方法无法为有源配电网提供有效评估和管理。

技术实现思路

1、本发明提供了一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法及系统，通过综合考虑和评价雷击对于光伏侧和线路侧的影响，对计算得到的故障率和闪络率进行综合评价，得到对有源配电网有效的风险评估结果和管理方法。具体技术方案如下：

2、一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法，包括以下步骤：

3、搭建有源配网雷击仿真计算模型，有源配网雷击仿真计算模型包括光伏侧模块和线路侧模块；雷击光伏侧时，光伏侧模块对光伏侧故障耐雷水平和线路侧闪络耐雷水平进行计算；雷击线路侧时，线路侧模块对光伏侧故障耐雷水平和线路侧闪络耐雷水平进行计算；

4、获取光伏侧与线路杆塔的地闪密度信息；根据地闪密度信息和光伏侧故障耐雷水平计算故障率；根据地闪密度信息和线路侧闪络耐雷水平计算闪络率；

5、对光伏侧自身故障率和雷击线路光伏侧故障率进行汇总，获取光伏侧总故障率，通过光伏侧总故障率获取年平均电能损耗；对线路侧自身闪络率和雷击光伏线路侧闪络率进行汇总，获取线路侧总闪络率，通过线路侧总闪络率进行风险评估。

6、优选的，所述故障率包括光伏侧自身故障率和雷击线路光伏侧故障率；所述闪络率包括线路侧自身闪络率和雷击光伏线路侧闪络率；根据地闪密度信息和光伏侧故障耐雷水平分别计算光伏侧自身故障率和雷击线路光伏侧故障率；根据地闪密度信息和线路侧闪络耐雷水平分别计算线路侧自身闪络率和雷击光伏线路侧闪络率。

7、优选的，所述通过线路侧总闪络率进行风险评估时，对不考虑光伏侧影响的线路侧、考虑光伏侧影响的线路侧和有源配电系统的雷击风险进行评估。

8、优选的，所述闪络率采用以下公式进行计算：

9、

10、其中，ng为地闪密度，单位为次/(km2·a)；η为建弧率；dk为对单侧导线的引雷宽度，m，小于此距离，雷直击线路；θ为单侧地面的倾角，高于水平面为负；p(i)为雷电流峰值大于i的累积概率；tra为线路反击闪络率，trb为线路直击闪络率，单位为次/100(km·a)；g为雷电流直击杆塔概率；b为两侧导线的相间距离；p(i)为雷电流幅值是i的概率。

11、优选的，所述故障率采用以下公式进行计算：

12、

13、其中，nd为年平均雷击次数，单位为次/年；η为建弧率；p(i)为雷电流峰值大于i(雷击线路侧引起光伏故障耐雷水平)的累积概率。

14、优选的，所述年平均电能损耗采用以下公式进行计算：

15、wl＝trg·p·t；

16、其中，wl为电能损耗量，单位为kwh/年；trg为光伏侧雷击故障率，单位为次/年；p为光伏的发电功率，kw；t为平均每次停电时长，单位为h/次。

17、一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估系统，包括仿真计算模型、故障率和闪络率计算模块和风险评估模块；所述仿真计算模型包括光伏侧模块和线路侧模块；所述光伏侧模块在雷击光伏侧时，对光伏侧故障耐雷水平和线路侧闪络耐雷水平进行计算；所述线路侧模块在雷击线路侧时，对光伏侧故障耐雷水平和线路侧闪络耐雷水平进行计算；

18、所述故障率和闪络率计算模块接收仿真计算模型传输来的计算信息；所述故障率和闪络率计算模块获取光伏侧与线路杆塔的地闪密度信息；所述故障率和闪络率计算模块通过地闪密度信息和仿真计算模型计算得到的光伏侧故障耐雷水平分别计算光伏侧自身故障率和雷击线路光伏侧故障率；所述故障率和闪络率计算模块通过地闪密度信息和仿真计算模型计算得到的线路侧闪络耐雷水平分别计算线路侧自身闪络率和雷击光伏线路侧闪络率；

19、所述风险评估模块接收故障率和闪络率计算模块传输来的计算信息；所述风险评估模块通过光伏侧自身故障率和雷击线路光伏侧故障率计算得到光伏侧总故障率；所述风险评估模块通过光伏侧总故障率计算得到年平均电能损耗；所述风险评估模块通过线路侧自身闪络率和雷击光伏线路侧闪络率计算得到线路侧总闪络率；所述风险评估模块通过线路侧总闪络率计算得到风险评估。

20、优选的，还包括一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行以上所述的一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法。

21、优选的，还包括一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行以上所述的一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

23、本发明通过搭建有源配网雷击仿真计算模型，对有源配网的光伏侧和线路的光伏侧故障耐雷水平、线路侧闪络耐雷水平、故障率和闪络率分别进行计算和检测，并同时考虑雷击光伏侧和线路侧的影响，对计算得到的故障率和闪络率进行综合评价，获取年平均电能损耗和风险评估数据，得到对有源配电网有效的风险评估结果和管理方法。

技术特征：

1.一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法，其特征在于，所述故障率包括光伏侧自身故障率和雷击线路光伏侧故障率；所述闪络率包括线路侧自身闪络率和雷击光伏线路侧闪络率；根据地闪密度信息和光伏侧故障耐雷水平分别计算光伏侧自身故障率和雷击线路光伏侧故障率；根据地闪密度信息和线路侧闪络耐雷水平分别计算线路侧自身闪络率和雷击光伏线路侧闪络率。

3.根据权利要求1所述的一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法，其特征在于，所述通过线路侧总闪络率进行风险评估时，对不考虑光伏侧影响的线路侧、考虑光伏侧影响的线路侧和有源配电系统的雷击风险进行评估。

4.根据权利要求1所述的一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法，其特征在于，所述侧闪络率采用以下公式进行计算：

5.根据权利要求1所述的一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法，其特征在于，所述故障率采用以下公式进行计算：

6.根据权利要求1所述的一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法，其特征在于，所述年平均电能损耗采用以下公式进行计算：

7.一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估系统，其特征在于，包括仿真计算模型、故障率和闪络率计算模块和风险评估模块；所述仿真计算模型包括光伏侧模块和线路侧模块；所述光伏侧模块在雷击光伏侧时，对光伏侧故障耐雷水平和线路侧闪络耐雷水平进行计算；所述线路侧模块在雷击线路侧时，对光伏侧故障耐雷水平和线路侧闪络耐雷水平进行计算；

8.一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程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至6中任意一项所述的一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法。

9.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至6中任意一项所述的一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法。

技术总结本发明公开了一种含有分布式光伏有源配电网雷击风险评估方法，包括以下步骤：搭建有源配网雷击仿真计算模型，仿真计算模块进行计算；根据地闪密度信息和光伏侧故障耐雷水平计算故障率；根据地闪密度信息和线路侧闪络耐雷水平计算闪络率；对光伏侧自身故障率和雷击线路光伏侧故障率进行汇总，获取光伏侧总故障率，通过光伏侧总故障率获取年平均电能损耗；对线路侧自身闪络率和雷击光伏线路侧闪络率进行汇总，获取线路侧总闪络率，通过线路侧总闪络率进行风险评估。本发明通过综合考虑和评价雷击对于光伏侧和线路侧的影响，对计算得到的故障率和闪络率进行综合评价，得到对有源配电网有效的风险评估结果和管理方法。技术研发人员：陈恒龙,邹宇,李林穗,莫洪怀,白娟,李昌,冯舒雷,谢振俊,奉斌,廖俊茗,李文森受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司钦州供电局技术研发日：技术公布日：2024/9/9