考虑天气影响的电-气互联系统可靠性评估

孔振宇，李宏仲

（上海电力大学 电气工程学院，上海 200090）

0 引言

近年来极端天气频发，由此引发的事故屡见不鲜。2021 年2 月美国得州发生大停电事故，其因是由于极寒气候引起气井冰冻和管道压力下降，天然气产量大幅下降导致燃气机组负荷供给不足，进而导致超过450万用户停电［1］。

电-气互联系统（Electric-Gas Integrated Energy System，EGIES）可靠性评估的相关研究已有很多，目前多数文献在评估联合系统可靠性时采用的是元件长期运行的平均故障率，故而计算得到的是系统长期运行的可靠性。事实上，在台风、冰冻等极端天气下，电气设备的机械或电气性能相比于正常工况下会下降，元件故障率会迅速增大，尤其是大量电力设备暴露在户外运行，若不考虑天气条件评估EGIES 的可靠性，所得的可靠性结果可能会过于乐观。此外，电能与天然气作为日常广泛使用的高品质能源，若供能可靠性较低，则会对国民经济及国民生活产生重大影响。因此，考虑天气影响的EGIES可靠性评估具有十分重要的意义。

考虑天气影响的设备可靠性建模方面，文献［2］根据气象学相关理论，建立了输电线覆冰量与故障概率的数学模型，用来评估冰冻对线路的影响。文献［3］首次在可靠性评估中计及天气对元件的影响，并根据电力设备历史故障数据，提出了基于天气两状态的元件故障率模型。文献［4］在文献［5］的基础上，提出了天气三状态及多状态分级的元件故障率模型。文献［6］根据支持向量机算法结合历史数据对未来天气情况进行预测，并考虑到设备老化等因素的作用，用来评估电力系统的可靠性。……