基于随机风场概率加权的台风灾害下输电线路损毁预警

侯慧; 于士文; 李显强; 王红斌; 黄勇; 吴细秀

doi:10.7500/AEPS20200115021

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基于随机风场概率加权的台风灾害下输电线路损毁预警

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于随机风场概率加权的台风灾害下输电线路损毁预警
- Early Warning for Transmission Line Damage Under Typhoon Disaster Based on Random Wind Field Probability Weighting
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第7期页码：140-147
- 作者机构：
  
  1.武汉理工大学自动化学院，湖北省武汉市 430070
  2.广州供电局有限公司，广东省广州市 510620
  3.广东电网有限责任公司电力科学研究院，广东省广州市 510080
- 作者简介：
  
  侯慧(1981—)，女，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：电力系统继电保护、电力系统可靠性与风险评估、新能源与能源互联网等。E-mail：houhui@whut.edu.cn
  于士文(1995—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统可靠性与风险评估。E-mail：yswwhut@163.com
  李显强(1973—)，男，通信作者，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：雷电防护与接地技术、电工新材料与器件、电气设备智能控制与测试技术等。E-mail：lxq@whut.edu.cn
- 基金信息：
  
  已申请国家发明专利（申请号：201910361966.0）()
- DOI：10.7500/AEPS20200115021
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-01-15，
  
  修回日期：2020-08-13，
  
  网络出版日期：2020-12-28，
  
  纸质出版日期：2021-04-10
- 稿件说明：
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侯慧,于士文,李显强等.基于随机风场概率加权的台风灾害下输电线路损毁预警[J].电力系统自动化,2021,45(7):140-147.

HOU Hui,YU Shiwen,LI Xianqiang,et al.Early Warning for Transmission Line Damage Under Typhoon Disaster Based on Random Wind Field Probability Weighting[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(7):140-147.
侯慧,于士文,李显强等.基于随机风场概率加权的台风灾害下输电线路损毁预警[J].电力系统自动化,2021,45(7):140-147. DOI： 10.7500/AEPS20200115021.

HOU Hui,YU Shiwen,LI Xianqiang,et al.Early Warning for Transmission Line Damage Under Typhoon Disaster Based on Random Wind Field Probability Weighting[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(7):140-147. DOI： 10.7500/AEPS20200115021.

摘要

为解决台风灾害下输电线路损毁预测精度和数据利用率低的问题，建立了基于随机风场概率加权的输电线路损毁概率预测混合模型。该模型综合考虑了气象、微地形、杆塔运行和实时损毁等空间多源异构信息的融合。首先，使用极值Ⅰ型概率分布进行阵风的风值模拟，通过柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫假设检验证明了其具有较高的精度；其次，利用蒙特卡洛法实现了随机风场的概率生成；最后，利用随机森林法预测每个风场下的线路损毁概率，实现了基于随机风场概率加权的输电线路损毁概率预测，该预测结果可为电力部门提供有效的预警决策支持。以台风“山竹”为实例，验证了所提基于随机风场概率加权的输电线路损毁概率预测混合模型的科学性及有效性。

Abstract

To address the problem of low prediction accuracy and data utilization rate of transmission line damage under typhoon disaster

a hybrid model for the probability prediction of transmission line damage based on random wind field probability weighting is built. This model comprehensively considers the fusion of spatial multi-source heterogeneous information such as weather

micro-topography

tower operation

and real-time damage. Firstly

the Gumbel distribution is used to simulate the wind value of gusts

and Kolmogorov-Smirnov test proves its high accuracy. Secondly

the Monte Carlo method is used to realize the probability generation of random wind fields. Finally

the random forest method is used to predict the probability of line damage in each wind field

realizing the probability prediction of transmission line damage based on random wind field probability weighting. The prediction result can provide effective early warning decision support for the sectors of power industry. An example of the typhoon “Mangkhut” verifies the scientific nature and validity of the proposed hybrid model for the probability prediction of transmission line damage based on random wind field probability weighting.

关键词

Keywords

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