【精彩论文】基于台风路径预测信息的输电杆塔累积损伤模型研究

观点凝练

摘要：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。为协助电力部门准确预估台风天气下杆塔倒塔的风险并提前调配和部署防台物资，建立了一种基于台风路径预测信息的输电杆塔累积损伤模型。首先，根据气象台短期台风预报信息、采用网格方式确定受台风影响的风险杆塔；其次，充分结合短期和短时双时间尺度台风基本信息和杆塔地理位置信息，预测杆塔受台风影响的累积作用时间和风速；第三，构建了单位时间内强台风下杆塔因塑性疲劳发生倒塌的低周疲劳损伤数学模型，并利用改进泊松公式求取不同台风作用时间、风速和地理位置的杆塔倒塔概率；最后，基于直流潮流算法优化计算电网最小负荷损失。算例验证了所提方法的有效性、合理性。
结论：台风天气下杆塔的故障需要考虑地理位置、台风风速和累积作用时间等多种强相关因素。本文摈弃了以往考虑单一因素主观拟合元件失效率的做法，以更有说服力的实验数据构建了杆塔的低周疲劳损伤模型，并基于杆塔运行状态给出了电网最小负荷损失预测方法。得出以下结论：（1）短期预测可确定受台风影响的电网重点灾害区域，有利于电力部门确定物资调配方向，提前做好防台措施，但其预测精度不高，电力部门无法进行精准物资调配；（2）短时预测充分考虑了台风前进过程中强度和路径的变化，其预测结果较为精确，可进一步为物资调配提供精准定位，但其预测情况与真实故障发生时间间隔较短，留给电力部门进行物资调配的时间裕度有限；（3）通常杆塔倒塔是其内部损伤不断累积的结果，台风能量的持续释放容易使杆塔发生低周疲劳失效，因此台风作用下考虑杆塔的累积损伤是必要的。      本文没有考虑台风环境下微地形因素，且没有涉及台风引起的暴风雨等次生灾害形成的灾害链对电网的影响。这将是今后需要进一步开展的研究工作。

引文信息

汤奕, 徐香香, 陈彬, 等. 基于台风路径预测信息的输电杆塔累积损伤模型研究[J]. 中国电力, 2019, 52(7): 69-77.TANG Yi, XU Xiangxiang, CHEN Bin, et al. Research on cumulative damage model of transmission tower based on typhoon path prediction information[J]. Electric Power, 2019, 52(7): 69-77.

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编辑：杨彪

审核：蒋东方

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