تخمين عملكرد خطوط و ريسك عايقي ناشي از ضربات مستقيم صاعقه با استفاده از روش تركيبي جديد مبتني بر روش مونت كارلو

Estimation of Lightning Performance and Failure Risk of Overhead Lines Caused by Direct Strokes Based on Monte Carlo Method

در اين مقاله يك روش تركيبي جديد مبتني بر روابط تحليلي و شبيه سازي مونت كارلو براي ارزيابي عملكرد خطوط و ريسك عايقي ناشي از برخورد مستقيم صاعقه ارايه شده است. در روش پيشنهادي، يك رابطه تحليلي براي تخمين اضافه‌ولتاژهاي ناشي از صاعقه استخراج شده است. سپس براي محاسبه اضافه ولتاژها و عملكرد صاعقه، روش مونت كارلو بجاي شبيه‌سازي شبكه واقعي، روي رابطه ي استخراج شده پياده سازي شده است. در روش ارايه شده، تمامي پارامترهاي صاعقه و شبكه قدرت كه داراي ماهيتي تصادفي هستند بصورت آماري در نظر گرفته ‌مي‌شوند. با توجه به نتايج شبيه‌سازي EMTP/ATP، عملكرد صاعقه و ريسك عايقي بدست آمده در روش پيشنهادي قابل‌ قبول است. تمامي مراحل روش پيشنهادي در محيط MATLAB كدنويسي شده و به شبيه سازي نرم افزاري نيازي نمي‌باشد. با توجه به زمان بسيار كم براي محاسبه اضافه‌ولتاژهاي صاعقه، اين روش براي انجام مطالعات صاعقه و بهينه‌سازي‌ شبكه‌هاي قدرت بزرگ بسيار مناسب است.

This paper presents a new method, based on analytical relations and Monte Carlo simulation for calculating the lightning performance of overhead lines caused by direct strokes. The aim of the work is to reduce the computing time together with retaining enough accuracy to estimate the line lightning performance and performing the risk analysis of power networks. In the proposed method, some modified equations based on the calculation methods have been derived. Thereafter, to calculate the lightning overvoltages and lightning performance, Monte Carlo simulation has been applied to the derived equations. Considering the results of ATP simulation, in addition to significantly high speed calculation, the insulation risk of failure calculated by the proposed method is acceptable and valid for risk analysis of overhead lines. Also, the lightning performance can be predicted with good accuracy. However, all the stages of the proposed method are coded in MATLAB and no software simulating is required