一種電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性指標(biāo)體系建立方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評(píng)價(jià)技術(shù)，具體涉及一種電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施 脆弱性指標(biāo)體系建立方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，復(fù)雜交互式大電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)的重要樞紐變電站、換流 站，特高壓線路等重要基礎(chǔ)設(shè)施廣泛分布。電力設(shè)施多數(shù)暴露于野外，容易受到自然災(zāi)害 和人為破壞等各種外力的影響造成電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞、電網(wǎng)解列、大面積停電的嚴(yán)重后果。 同時(shí)，電力系統(tǒng)一旦遭遇襲擊，將引起通信、運(yùn)輸、供水、金融和銀行業(yè)等基礎(chǔ)設(shè)施的連鎖反 應(yīng)，導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)電力系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)主要是 針對(duì)電力系統(tǒng)本身建模和故障分析計(jì)算，對(duì)于脆弱性研究不足，尤其是對(duì)電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè) 施（電網(wǎng)重要樞紐變電站、換流站，特高壓線路等）脆弱性分析和研究則更少。在電網(wǎng)重要 基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評(píng)價(jià)技術(shù)中，指標(biāo)體系的建立是關(guān)鍵問(wèn)題之一。
[0003] 當(dāng)前指標(biāo)體系建立的方法主要包括調(diào)查研究法、目標(biāo)分解法、多元統(tǒng)計(jì)法以及故 障樹(shù)分析法等。
[0004] 調(diào)查研究法：是在通過(guò)調(diào)查研究及廣泛收集有關(guān)指標(biāo)（對(duì)個(gè)體進(jìn)行問(wèn)卷、訪談或 通過(guò)他人收集的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析）的基礎(chǔ)上，利用比較歸納法進(jìn)行歸類，并根據(jù)評(píng)價(jià)目 的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，再以問(wèn)卷的形式把所設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系寄給相關(guān)專家填寫的一種 分析影響因素的研究方法，也稱"問(wèn)卷調(diào)查"或"統(tǒng)計(jì)調(diào)查"。它要求所選的樣本具有代表性， 必須滲透、折射出在這一個(gè)體上的總體的情況，從而實(shí)現(xiàn)收集指標(biāo)的目的。調(diào)查研究要先從 目標(biāo)總體中確定調(diào)查總體，再在調(diào)查總體中確定調(diào)查樣本，最后確定有效樣本。這種方法最 大的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單、容易操作，調(diào)查法能搜集到難以從直接觀察中獲得的資料，但是缺點(diǎn)為 人為主觀要素可能會(huì)表現(xiàn)的很強(qiáng)烈。
[0005] 德?tīng)柗品ǎ菏且怨畔ＥD城市德?tīng)柗泼囊?guī)定程序?qū)＜艺{(diào)查法，德?tīng)柗品瓤捎?于預(yù)測(cè)，也可以用于評(píng)價(jià)。該方法的基本原理是以調(diào)查征詢的形式向選定的專家提出一系 列問(wèn)題，并匯總整理專家意見(jiàn)，每完成一次提問(wèn)和回答的過(guò)程稱為一輪。將上輪咨詢所得意 見(jiàn)的一致程度和各位專家的不同觀點(diǎn)等信息，匿名反饋給每一位專家，再次征詢意見(jiàn)。如此 反復(fù)多次（一般情況下為3~4輪），使意見(jiàn)趨于一致。由最后一輪征詢得到的專家意見(jiàn)， 組合成專家群體的集體意見(jiàn)，即可得到影響因素列表。德?tīng)柗品▽儆谡{(diào)查研究法一種，優(yōu)點(diǎn) 是綜合多位多輪專家意見(jiàn)，減少人為主觀因素，但過(guò)程比較復(fù)雜，花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。
[0006] 目標(biāo)分解法：是通過(guò)對(duì)研究主體的目標(biāo)或任務(wù)具體分析來(lái)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。對(duì) 研究對(duì)象的分解一般是從總體目標(biāo)出發(fā)，按照研究?jī)?nèi)容的構(gòu)成進(jìn)行逐次分解，直到分解出 來(lái)的指標(biāo)達(dá)到可測(cè)的要求。這種方法其實(shí)是一種自頂向下的系統(tǒng)化分析方法，優(yōu)點(diǎn)是只要 明確目標(biāo)，通過(guò)層層深入的分解，能夠得到多層次的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，但缺點(diǎn)是對(duì)分析者的綜 合要求非常高。
[0007] 多元統(tǒng)計(jì)法：是通過(guò)將主成分分析和聚類分析，定性分析和定量分析相結(jié)合的一 種指標(biāo)分析法，它能夠從初步建立的眾多指標(biāo)中找出關(guān)鍵性指標(biāo)。多元統(tǒng)計(jì)是解決多因子 問(wèn)題，處理高維度數(shù)據(jù)的一種有效方法。其主要的優(yōu)點(diǎn)是具有邏輯和統(tǒng)計(jì)意義，科學(xué)性強(qiáng)； 能綜合簡(jiǎn)化要素，解決要素的歸屬、要素間的聯(lián)系和隸屬位次等問(wèn)題；能建立定性與定量相 結(jié)合的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；能處理大量的數(shù)據(jù)和信息。
[0008] 電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性是指電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施在自然災(zāi)害和人為破壞等突發(fā) 事件的外力干擾下，基礎(chǔ)設(shè)施本體損壞或故障，致使系統(tǒng)全部或部分功能喪失，并造成一定 的損失的可能性、程度及其恢復(fù)能力。對(duì)于電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施的脆弱性定位為"功能失效"， 而功能失效需要從人與環(huán)境對(duì)重要基礎(chǔ)設(shè)施造成的壓力、設(shè)施自身狀態(tài)以及管理者的響應(yīng) 等方面分析，并著重從"外部行為+電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施自身狀態(tài)一系統(tǒng)功能失效后的應(yīng)急響應(yīng)" 這一過(guò)程來(lái)闡述脆弱性影響因素。因此基于電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性定義及定位分析，采 用傳統(tǒng)的指標(biāo)體系建立的方法不能有效的考慮指標(biāo)之間的邏輯關(guān)系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性指標(biāo)體 系建立方法，該方法將環(huán)境與生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系確定方法（PSR模型）引入到電網(wǎng)重要基礎(chǔ) 設(shè)施脆弱性評(píng)價(jià)中。通過(guò)該方法建立電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性指標(biāo)體系，可以真實(shí)、系統(tǒng)的 反映被評(píng)價(jià)對(duì)象要素之間的相互作用和相互影響過(guò)程。
[0010] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0011] 本發(fā)明提供一種電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性指標(biāo)體系建立方法，其改進(jìn)之處在于， 所述方法包括下述步驟：
[0012] 步驟1 :基于評(píng)價(jià)目的確定評(píng)價(jià)單元和評(píng)價(jià)對(duì)象；
[0013] 步驟2 :從壓力-狀態(tài)-響應(yīng)三方面表征電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性；
[0014] 步驟3 :建立電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評(píng)價(jià)三級(jí)指標(biāo)體系；
[0015] 步驟4 :基于粗糙集理論對(duì)三級(jí)指標(biāo)體系進(jìn)行約簡(jiǎn)；
[0016] 步驟5 :利用約簡(jiǎn)后的指標(biāo)體系對(duì)電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行脆弱性評(píng)價(jià)。
[0017] 進(jìn)一步地，所述步驟1中，評(píng)價(jià)單元為電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施即樞紐變電站、換流站和 高壓輸電線路，評(píng)價(jià)單元內(nèi)的設(shè)備設(shè)施為評(píng)價(jià)對(duì)象。
[0018] 進(jìn)一步地，所述步驟2中，壓力：通過(guò)自然災(zāi)害和人為破壞兩方面表征；狀態(tài)：通過(guò) 評(píng)價(jià)單元內(nèi)一次設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)、運(yùn)行缺陷以及故障跳閘率參數(shù)表征；響應(yīng)：通過(guò)評(píng)價(jià)單 元內(nèi)二次設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，恢復(fù)供電自我保護(hù)功能參數(shù)表征；一次設(shè)備和二次設(shè)備均包括 樞紐變電站、換流站和高壓輸電線路。
[0019] 進(jìn)一步地，所述步驟3中，一級(jí)指標(biāo)作為目標(biāo)層，包括：壓力一級(jí)指標(biāo)包括地震、風(fēng) 災(zāi)、雨雪冰凍、洪?勞災(zāi)害、滑坡泥石流、雷擊、森林火災(zāi)、污閃、故意破壞和人為損壞十種事故 災(zāi)害類型；狀態(tài)一級(jí)指標(biāo)是指樞紐變電站、換流站和輸電線路的一次設(shè)備；響應(yīng)一級(jí)指標(biāo) 是指變電站、換流站和輸電線路的二次設(shè)備和應(yīng)急響應(yīng)措施（應(yīng)急響應(yīng)措施如保障措施、 應(yīng)急指撣等）；
[0020] 二級(jí)指標(biāo)作為準(zhǔn)則層，包括：壓力二級(jí)指標(biāo)包括靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)；狀態(tài)二級(jí) 指標(biāo)包括技術(shù)狀態(tài)、運(yùn)行缺陷以及故障跳閘率；響應(yīng)二級(jí)指標(biāo)包括技術(shù)狀態(tài)和恢復(fù)供電；
[0021] 三級(jí)指標(biāo)作為方案層，是二級(jí)指標(biāo)的細(xì)化和衡量指標(biāo)，是進(jìn)行量化的指標(biāo)，通過(guò)對(duì) 三級(jí)指標(biāo)賦值，得到壓力、狀態(tài)和響應(yīng)的指數(shù)值，并用于衡量評(píng)價(jià)單元和評(píng)價(jià)對(duì)象的脆弱 性。
[0022] 進(jìn)一步地，所述步驟4中，考慮到指標(biāo)原始數(shù)據(jù)的易獲取性以及在具體實(shí)施過(guò)程 中的可操作性，基于粗糙集理論對(duì)電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行約簡(jiǎn)（根據(jù)歷史 事故案例、專家意見(jiàn)提取關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行約簡(jiǎn)）。
[0023] 進(jìn)一步地，所述步驟5中，得到對(duì)電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性進(jìn)行評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系； 對(duì)電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施的脆弱性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，將電網(wǎng)重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性分為7類：壓力型 脆弱性P ;狀態(tài)型脆弱性S ;響應(yīng)型脆弱性R ;壓力-狀態(tài)型脆弱性PS ;壓力-響應(yīng)型脆弱性 PR ;狀態(tài)-響應(yīng)型脆弱性SR和壓力-狀態(tài)-響應(yīng)型脆弱性PSR。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是：
[0025] 1、本發(fā)明提供的方法遵循全面性與代表性相結(jié)合、層次性與系統(tǒng)性相結(jié)合、定性 分析與定量分析結(jié)合，以定量為主的指標(biāo)體系建立原則，建立的指標(biāo)體系具有以下特點(diǎn)；
[0026] 系統(tǒng)性：由于PSR模型的構(gòu)造思路是考慮"人"與"環(huán)境"之間的相互作用和相互 影響，因此，由PSR模型建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系更能反映被評(píng)價(jià)對(duì)象在影響脆弱性因素的系