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一、主要作者及研究机构、发表期刊及时间
本研究的作者为Qi Liu、Shenghu Tao和Yang Zhang，均来自State Grid Gansu Power Company Dingxi Power Supply Co., Ltd（国网甘肃电力公司定西供电公司）。该研究发表于2024年IEEE第5届国际先进电气与能源系统会议（IEEE 5th International Conference on Advanced Electrical and Energy Systems, AEEs）。
二、学术背景
本研究的主要科学领域为高压架空输电线路在极端环境下的线路损耗特性分析。随着电力系统规模的扩大，输电线路的可靠性成为电力系统安全稳定运行的关键因素。自然灾害（如大风、覆冰等）对输电线路的影响日益显著，尤其是在中国甘肃等极端气候频发的地区。本研究旨在建立一种基于极端环境的时间变化停运模型，以全面分析输电线路的可靠性水平，并指出中国高压输电线路设计规范中存在的问题，提出相关改进意见。
三、研究流程
1. 问题分析与模型建立
首先，研究分析了高压架空输电线路在极端环境下的主要故障类型，包括导线覆冰、舞动和电弧等。基于这些故障类型，研究建立了一种时间变化停运模型，综合考虑风速、风向、覆冰等随机变量对线路负载的影响。该模型采用了I型极值分布（Type I Extreme Value Distribution）来模拟风速和负载的概率分布。
数据收集与模型验证
研究以甘肃酒泉地区的输电线路为例，收集了2023年4月23日大风灾害期间的风速和风向数据。通过对这些数据的分析，计算了输电线路在不同时间间隔内的风负载，并利用建立的模型预测了线路的停运概率。研究还对比了实际观测到的线路故障情况，验证了模型的正确性。
环境特征分析与可靠性评估
研究进一步分析了甘肃地区的环境特征，指出该地区的大风天气并非小概率事件，而是频繁发生。结合实例，研究评估了甘肃地区输电线路在极端环境下的实际可靠性水平，发现其故障率显著高于其他地区。研究还指出，现行国家规范中关于输电线路风负载的设计标准在甘肃地区并不适用。
四、主要结果
1. 模型验证结果
通过对酒泉地区输电线路的分析，研究发现模型预测的线路停运概率与实际观测结果高度一致。例如，在2023年4月23日的大风灾害中，模型预测的线路停运概率为0.99，与实际故障情况相符。
可靠性评估结果
研究表明，甘肃地区输电线路在极端环境下的故障率显著高于其他地区。尤其是在大风天气频发的酒泉地区，输电线路的停运概率在大风期间显著增加，且在大风结束后逐渐降低。
设计规范问题
研究指出，现行国家规范中关于输电线路风负载的设计标准存在不足，尤其是在极端气候频发的地区。研究建议在设计阶段应充分考虑区域差异，制定符合当地环境特征的负载标准。
五、结论与意义
本研究建立了一种基于极端环境的时间变化停运模型，为输电线路的可靠性评估提供了新的方法。研究结果不仅验证了模型的正确性，还揭示了甘肃地区输电线路在极端环境下的高故障率问题。此外，研究对现行国家规范提出了改进意见，具有重要的工程指导意义。
六、研究亮点
1. 创新性模型
本研究首次将时间变化停运模型应用于极端环境下的输电线路可靠性分析，为相关领域提供了新的研究思路。
实际应用价值
研究结果对甘肃地区输电线路的设计和运维具有重要的指导意义，尤其是在大风天气频发的区域。
对现行规范的挑战
研究指出了现行国家规范中存在的问题，并提出了改进建议，为未来规范的修订提供了科学依据。
七、其他有价值的内容
研究还详细分析了导线覆冰、舞动等故障的形成机制及其对输电线路的影响，为相关故障的预防和控制提供了理论支持。此外，研究建议加强对输电线路走廊的巡查和管理，以降低极端天气对电力系统的影响。
本研究通过建立时间变化停运模型，全面分析了极端环境下输电线路的可靠性问题，为电力系统的安全稳定运行提供了重要的科学依据。