一種基于時(shí)空因素影響的輸電線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于時(shí)空因素影響的輸電線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其包括以下步驟：步驟1、綜合計(jì)算輸電線路各部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值，獲取整條輸電線路的線路風(fēng)險(xiǎn)值；步驟2、綜合考慮整條輸電線路的運(yùn)行環(huán)境系數(shù)，得到整條輸電線路的整體風(fēng)險(xiǎn)值。本發(fā)明基于輸電線路部件風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，綜合時(shí)空因素，構(gòu)建多因素輸電線路風(fēng)險(xiǎn)分析方法擬通過(guò)灰色模糊綜合評(píng)判得到貼近實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判結(jié)果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于時(shí)空因素影響的輸電線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于時(shí)空因素影響的輸電線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，屬電力系統(tǒng)輸 電線路領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 南方電網(wǎng)主網(wǎng)架八交七直輸電線路負(fù)責(zé)西電東送偉大事業(yè)，輸電線路自西向東運(yùn) 行，橫跨云南、貴州、廣西、廣東四省區(qū)，長(zhǎng)度均在l〇〇〇km以上，所處地形地貌復(fù)雜多變，氣象 環(huán)境惡劣。輸電線路在惡劣多變的條件下發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)較大，研究輸電線在不同氣象以 及不同地理環(huán)境條件下的風(fēng)險(xiǎn)分析方法，便于實(shí)現(xiàn)在線風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警提前做好安全措施。文獻(xiàn)1 (《影響輸電網(wǎng)可靠性的氣候條件模擬》，丁明等，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1997,21(1): 18-20)提出 了分段模擬氣候狀態(tài)進(jìn)行線路可靠性評(píng)估的方法，并氣候條件分為正常氣候條件和不利氣 候條件；文獻(xiàn)2(《計(jì)及氣象因素的輸電線路維修風(fēng)險(xiǎn)分析》，王瑞祥等，電網(wǎng)技術(shù)，2010,34 (1):219-222)建立了不同月份天氣對(duì)輸電線的影響及可靠性評(píng)估模型，重點(diǎn)關(guān)注了不同天 氣對(duì)輸電線路的影響;文獻(xiàn)3(《基于粗糙集約簡(jiǎn)技術(shù)的輸電線路運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估》，徐守坤等， 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009,37(24): 190-193)基于可辨識(shí)矩陣的屬性約簡(jiǎn)算法，并采用了 基于可辨識(shí)矩陣的二值化數(shù)據(jù)過(guò)濾和貪心算法相結(jié)合的規(guī)則約簡(jiǎn)算法，對(duì)輸電線路運(yùn)行風(fēng) 險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估。
[0003] 由上可見(jiàn)，現(xiàn)有的研究中主要從輸電線路部件風(fēng)險(xiǎn)，或者關(guān)注外部某個(gè)氣象因素 對(duì)輸電線路運(yùn)行帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)綜合考慮輸電線路自身運(yùn)行狀況以及外部條件對(duì)輸電線路 帶來(lái)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)鮮有研究。
[0004] 本發(fā)明基于輸電線路部件風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，綜合時(shí)空因素，即季節(jié)因素和地理天氣 預(yù)報(bào)信息建立計(jì)及氣象等級(jí)的多因素輸電線路風(fēng)險(xiǎn)分析方法擬通過(guò)灰色模糊綜合評(píng)判得 到貼近實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判結(jié)果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于時(shí)空因素影響的輸電 線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其基于輸電線路部件風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，綜合時(shí)空因素，即季節(jié)因素和 地理天氣預(yù)報(bào)信息建立計(jì)及氣象等級(jí)的多因素輸電線路風(fēng)險(xiǎn)分析方法擬通過(guò)灰色模糊綜 合評(píng)判得到貼近實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判結(jié)果。
[0006] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種基于時(shí)空因素影響的輸電線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其包括以下步驟：
[0008] 步驟1、綜合計(jì)算輸電線路各部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值，獲取整條輸電線路的線路風(fēng)險(xiǎn)值 5,所述整條輸電線路由m段輸電線路組成，每段輸電線路又由n個(gè)部件組成；
[0009] 所述步驟1包括以下步驟：
[0010] 步驟11、計(jì)算輸電線路每個(gè)部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值V :
[0011] 其包括以下步驟：
[0012] 步驟111、計(jì)算與每個(gè)部件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)的第i個(gè)狀態(tài)量的風(fēng)險(xiǎn)度Q1;其中，l<i <P，P為與每個(gè)部件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)的狀態(tài)量總數(shù)，所述風(fēng)險(xiǎn)度&的計(jì)算為下列情形之一：
[0013] 第一種情形：當(dāng)?shù)趇個(gè)狀態(tài)量為直接觀測(cè)狀態(tài)量時(shí)：
(1)
[0015]其中，qi為第1個(gè)打分人員給出的風(fēng)險(xiǎn)度量化值，xi為第1個(gè)打分人員的工作年限，A 為打分人員的總?cè)藬?shù)，
[0016]第二種情形：當(dāng)?shù)趇個(gè)狀態(tài)量為正狀態(tài)參量時(shí):所述正狀態(tài)參量滿足:W L，其中， yi為正狀態(tài)參量的正常限值，li為正狀態(tài)參量的故障限值；
(2)
[0018]其中，X1為正狀態(tài)參量的監(jiān)測(cè)值;kl為正狀態(tài)參量的風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)指數(shù)；
[0019]第三種情形：當(dāng)?shù)趇個(gè)狀態(tài)量為負(fù)狀態(tài)參量時(shí):所述負(fù)狀態(tài)參量滿足:叱>|2,其中， y2為負(fù)狀態(tài)參量的正常限值，〖2為負(fù)狀態(tài)參量的故障限值；
C3)
[0021] 其中，X2為負(fù)狀態(tài)參量的監(jiān)測(cè)值;k2為負(fù)狀態(tài)參量的風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)指數(shù)；
[0022] 第四種情形：當(dāng)?shù)趇個(gè)狀態(tài)量為偏差性狀態(tài)參量時(shí):所述偏差性狀態(tài)參量滿足:|3 <]13<1^4<|4,其中，和分別為偏差性狀態(tài)參量的正常下限值和正常上限值，〖3和〖4分別 為偏差性狀態(tài)參量的故障下限值和故障上限值；
(4)
[0024] 其中，X3為偏差性狀態(tài)參量的監(jiān)測(cè)值;k3為偏差性狀態(tài)參量的風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)指數(shù)；
[0025] 步驟112、計(jì)算每個(gè)部件的第i個(gè)狀態(tài)量的狀態(tài)量隸屬度cu
(5)
[0027]其中，&和y i分別第i個(gè)狀態(tài)量的歷史數(shù)據(jù)隸屬度和權(quán)重隸屬度，ne和nY分別是針 對(duì)歷史數(shù)據(jù)隸屬度和權(quán)重隸屬度的權(quán)重系數(shù)；
[0028] 步驟113、計(jì)算每個(gè)部件的第i個(gè)狀態(tài)量的狀態(tài)量風(fēng)險(xiǎn)值r1:
[0029] n = Qi X 〇i (6)
[0030] 步驟114、計(jì)算每個(gè)部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值f :
[0031 ] = V r. (7) 7=：1
[0032]步驟12、對(duì)所述步驟11計(jì)算的每個(gè)部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值f進(jìn)行修正，獲得修正后每 個(gè)部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值R:
(8)
[0034] 其中:FYt為所述每個(gè)部件的年限系數(shù)，
[0035] FYt = 0.05AGt+l (9)
[0036] 其中，AGt為被求取年份的老化指數(shù)，
(10)
[0038] 其中，AGo為每個(gè)部件的初始老化指數(shù)，B為老化常數(shù);T為被求取年份的老化指數(shù) AGt對(duì)應(yīng)的年份;To為設(shè)備投運(yùn)年份;agef為老化速率修正系數(shù);f"d為修正系數(shù)；
[0039] 步驟13、計(jì)算每段輸電線路的段風(fēng)險(xiǎn)值萬(wàn).
[0040] K- ril)
[0041] 其中，心為每段輸電線路中第j個(gè)部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值，
[0042] 步驟14、計(jì)算整條輸電線路的線路風(fēng)險(xiǎn)值臭：
[0043] 灸二 瓦） （12)
[0044] 其中，瓦t為整條輸電線路中第k段輸電線路的段風(fēng)險(xiǎn)值，1彡k彡m;
[0045] 步驟2、綜合考慮整條輸電線路的運(yùn)行環(huán)境系數(shù)tp，得到整條輸電線路的整體風(fēng)險(xiǎn) 值A(chǔ)
[0046] R =R.tp (13)
[0047]其中，運(yùn)行環(huán)境系數(shù)tp的表達(dá)式為：
[t x p t 本 IJeL/? ^ 1 /1 ^ \
[0048] tp. = \ . K14/
[1 t - \i%p=\
[0049] 其中，t和p分別表示線路覆冰運(yùn)行環(huán)境的時(shí)間系數(shù)和地理位置系數(shù)。
[0050] 所述步驟2中，線路覆冰運(yùn)行環(huán)境的時(shí)間系數(shù)t服從正態(tài)分布沁(此，552):
(15)
[0052]其中，x5為線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的月份，y5為時(shí)間系數(shù)t的均值，f為時(shí)間系數(shù)t的方 差，K5為正態(tài)分布Ni (此，Ss2)的正態(tài)分布偏移量。
[0053]所述步驟2中，線路覆冰運(yùn)行環(huán)境的地理位置系數(shù)p服從正態(tài)分布N2(ii6，S 62):
(16)
[0055] 其中，X6為輸電線路所在地理位置與特殊區(qū)段中心的距離，所述特殊區(qū)段中心通 過(guò)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)獲取，y6為地理位置系數(shù)p的均值，被為地理位置系數(shù)p的方差，k 5為正態(tài)分布n2 (ii6, §62)的正態(tài)分布偏移量。
[0056] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明基于時(shí)空因素影響的輸電線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法， 本發(fā)明基于輸電線路部件風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，綜合時(shí)空因素，即季節(jié)因素和地理天氣預(yù)報(bào)信息 建立計(jì)及氣象等級(jí)的多因素輸電線路風(fēng)險(xiǎn)分析方法擬通過(guò)灰色模糊綜合評(píng)判得到貼近實(shí) 際的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判結(jié)果。
【附圖說(shuō)明】
[0057] 圖1為輸電線路風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估整體框架路線圖；
[0058]圖2為正狀態(tài)參量的正常限值確定；
[0059]圖3為負(fù)狀態(tài)參量的正常限值的確定；
[0060]圖4為偏差性狀態(tài)量的正常限值的確定；
[00611圖5為覆冰時(shí)間系數(shù)t的正態(tài)分布；
[0062]圖6為覆冰的時(shí)間分布；
[0063]圖7為覆冰故障頻發(fā)區(qū)域中歷年故障的地理位置統(tǒng)計(jì)；
[0064]圖8為覆冰的地理位置分布。
【具體實(shí)施方式】
[0065]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0066] 實(shí)施例：
[0067] 請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明基于時(shí)空因素影響的輸電線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其包括 以下步驟：
[0068] S1)綜合計(jì)算輸電線路各部件風(fēng)險(xiǎn)值，獲得整條輸電線路的線路風(fēng)險(xiǎn)值;需要說(shuō)明 的是，本發(fā)明中提及的風(fēng)險(xiǎn)值(包括部件風(fēng)險(xiǎn)值、段風(fēng)險(xiǎn)值、線路風(fēng)險(xiǎn)值、整體風(fēng)險(xiǎn)值等）以 及風(fēng)險(xiǎn)度均是指輸電線路覆冰的風(fēng)險(xiǎn)值。
[0069] S2)綜合考慮輸電線路運(yùn)行的季節(jié)、所處的地理環(huán)境的影響；
[0070] S3)最終得到輸電線路的整體風(fēng)險(xiǎn)值。
[0071] -、上述綜合計(jì)算整條輸電線路的線路風(fēng)險(xiǎn)值的方法是：
[0072] 1)將狀態(tài)量分為直接觀測(cè)狀態(tài)量和一般狀態(tài)量。
[0073] 其中，很多狀態(tài)量是無(wú)法通過(guò)儀器設(shè)備直接進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而得到一個(gè)具體的監(jiān)測(cè)值 的，針對(duì)這些只能通過(guò)直接觀測(cè)的狀態(tài)量，大致都可以依據(jù)下表來(lái)進(jìn)行人工的打分，從而獲 得這些狀態(tài)量的風(fēng)險(xiǎn)度量化值，狀態(tài)量的風(fēng)險(xiǎn)度量化值以表1所示的檢測(cè)情況為依據(jù)。 [0074]表1直接觀測(cè)狀態(tài)量的量化
[0075]
[0076] 假設(shè)對(duì)某一個(gè)狀態(tài)量有n名人員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)定給出了一系列的量化 值91、q2.....qA，那么，對(duì)于這個(gè)狀態(tài)量，它的風(fēng)險(xiǎn)度量化值Q則由式（1)確定。
C17)
[0078]其中，qi為第1個(gè)打分人員給出的風(fēng)險(xiǎn)度量化值，X1為第1個(gè)打分人員的工作年限，A 為打分人員的總?cè)藬?shù)，KKA。
[0079]而一般狀態(tài)量，指的是能夠?qū)ζ渫ㄟ^(guò)觀測(cè)或測(cè)量得出具體值的狀態(tài)量。為了找到 狀態(tài)量風(fēng)險(xiǎn)度為〇的閾值，首先假定，狀態(tài)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中有a%處于正常狀態(tài)，則另外的1-a%統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存在某種程度故障的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于部件的各個(gè)狀態(tài)量，統(tǒng)計(jì)大量運(yùn)行中的狀態(tài)量 數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)于每一個(gè)數(shù)據(jù)的出現(xiàn)次數(shù)，進(jìn)行擬合就能得到各狀態(tài)量的分布情況。將處 于a%以下的狀態(tài)量的值稱(chēng)為正常限值，記為y。
[0080] 對(duì)于正狀態(tài)參量，如圖2所示，為某狀態(tài)參量的統(tǒng)計(jì)擬合分布，其橫軸表示該狀態(tài) 量的監(jiān)測(cè)值a，縱軸則表示每一量值對(duì)應(yīng)的部件個(gè)數(shù)!K圖中，y為該狀態(tài)量的正常限值，I為 規(guī)程規(guī)定的故障限值，其滿足:
[0081] 若正狀態(tài)參量的監(jiān)測(cè)值為x，則其風(fēng)險(xiǎn)度Q(x)為：
(18)
[0083] 式中，k為風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)指數(shù)，在一般情況下取k>l。
[0084] 對(duì)于負(fù)狀態(tài)參量，如圖3所示為某負(fù)狀態(tài)參量的統(tǒng)計(jì)擬合分布，其橫軸表示狀態(tài)量 的量值，縱軸表示對(duì)應(yīng)部件個(gè)數(shù)，y為該狀態(tài)量的正常限值，I為規(guī)程規(guī)定的故障限值，其滿 足：y>l。
[0085] 若負(fù)狀態(tài)參量的監(jiān)測(cè)值為x，則其風(fēng)險(xiǎn)度Q(x)為
(m
[0087] 式中，k為風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)指數(shù)，在一般情況下取k>l。
[0088] 對(duì)于偏差性狀態(tài)參量，如圖4所示為某偏差性狀態(tài)參量的統(tǒng)計(jì)擬合分布，其橫軸表 示狀態(tài)量的量值，縱軸表示對(duì)應(yīng)部件個(gè)數(shù)。圖中，^和仍為該狀態(tài)量的正常下限值和上限值， ll和〖2分別為偏差性狀態(tài)參量的故障下限值和故障上限值，其滿足:Il<yi<ii2<l2。
[0089] 若偏差性狀態(tài)量的監(jiān)測(cè)值為x，則其風(fēng)險(xiǎn)度Q(x)為
(爾
[0091] 式中，k為風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)指數(shù)，在一般情況下取k>l。
[0092] 2)通過(guò)以上步驟，可以得到每一個(gè)狀態(tài)量在具體情況下的風(fēng)險(xiǎn)度，在得到了每一 個(gè)狀態(tài)量風(fēng)險(xiǎn)度的基礎(chǔ)上，還需要求取每一個(gè)狀態(tài)量對(duì)部件風(fēng)險(xiǎn)值的影響大小，稱(chēng)之為狀 態(tài)量對(duì)部件風(fēng)險(xiǎn)值的隸屬度，用a表示。
[0093] 對(duì)于部件的第i個(gè)狀態(tài)量的狀態(tài)量隸屬度ai可由式(21)得到。
(21)
[0095] 式中0為狀態(tài)量的歷史數(shù)據(jù)隸屬度，y權(quán)重隸屬度，ne和nY是針對(duì)兩種隸屬度的權(quán) 重系數(shù)，也就是說(shuō)，如果認(rèn)為歷史數(shù)據(jù)隸屬度的影響比權(quán)重隸屬度大，就取ne>n Y，反之，則 取np<nY me和nY的具體值由專(zhuān)家意見(jiàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)共同確定。
[0096] 3)在得到部件的不同狀態(tài)量的風(fēng)險(xiǎn)度Q以及對(duì)應(yīng)的隸屬度a后，部件的第i個(gè)狀態(tài) 量的狀態(tài)量風(fēng)險(xiǎn)值n由式(22)確定。單獨(dú)的^并不能反映部件的風(fēng)險(xiǎn)大小，可以將其視為部 件風(fēng)險(xiǎn)的組成部分。
[0097] ri = QiXai (22)
[0098]如果與某部件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有關(guān)一共有n個(gè)狀態(tài)量，分別為QS^QSh…、QSn，并且通 過(guò)計(jì)算，這n個(gè)狀態(tài)量的狀態(tài)量風(fēng)險(xiǎn)值分別為n、r2、…、rn，則該部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值f由式 (23)確定。
[0099] 尺'=文，; (23)
[0100] 4)考慮由特殊原因引起的不規(guī)則老化的情況，必須考慮對(duì)老化常數(shù)的修正，老化 指數(shù)計(jì)算公式為：
(24)
[0102] 式中，AGt為被求取年份的老化指數(shù);AGo為設(shè)備初始老化指數(shù)，由設(shè)備原始信息確 定，包括原始技術(shù)規(guī)格、生產(chǎn)廠家、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行狀態(tài)(負(fù)荷、環(huán)境等），一般情況下，取AGo =〇. 5; B為老化常數(shù);T為需要求取老化指數(shù)的年份;To為設(shè)備投運(yùn)年份;agef為老化速率修 正系數(shù);f?d為修正系數(shù)，由故障、缺陷、負(fù)荷、環(huán)境等因數(shù)確定。
[0103] 由于在老化系數(shù)的定義中老化指數(shù)的最大值為10,即在最?lèi)毫迎h(huán)境下，在預(yù)期壽 命的最后一年，設(shè)備的老化指數(shù)為10,此時(shí)對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)為10/5.5~1.82,因此，根據(jù)具 體的運(yùn)行環(huán)境，修正系數(shù)取[1，1.82]范圍內(nèi)的值。
[0104] 通過(guò)以上方法，可以得到部件的老化指數(shù)，現(xiàn)在需要將其對(duì)應(yīng)為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中使用 的年限系數(shù)，當(dāng)部件老化指數(shù)為0時(shí)，其風(fēng)險(xiǎn)值應(yīng)該不變，則此時(shí)對(duì)應(yīng)的年限系數(shù)為1，當(dāng)部 件老化指數(shù)為10時(shí)，其風(fēng)險(xiǎn)值應(yīng)該被乘上一個(gè)最大的年限系數(shù)，以表示在這種部件情況下， 風(fēng)險(xiǎn)值被最大限度地提高了，暫定此時(shí)對(duì)應(yīng)的年限系數(shù)為1.5,這個(gè)最大的年限系數(shù)值可以 通過(guò)實(shí)際運(yùn)用后的反饋進(jìn)行不斷地調(diào)整。另外，由于老化系數(shù)與年限系數(shù)之間為線性相關(guān)， 因此，部件的年限系數(shù)可由式(25)得到。
[0105] FYt = 0.05AGt+l (25)
[0106]將通過(guò)式(9)求得的年限系數(shù)乘上部件的基礎(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)值，就得到考慮了部件工作年 限的風(fēng)險(xiǎn)值。同時(shí)，為了使部件風(fēng)險(xiǎn)值保持在[0，1]的范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)先將部件風(fēng)險(xiǎn)值除以最 大的年限系數(shù)，于是，修正后的部件風(fēng)險(xiǎn)值R由式(26)得到。
(26)
[0108] 對(duì)于不同的部件，年限系數(shù)的運(yùn)用方法是不同的。
[0109] 對(duì)于基礎(chǔ)、桿塔、接地裝置這3類(lèi)在一段線路中只存在單獨(dú)設(shè)備的部件而言，它們 的年限系數(shù)就是其主體部件的年限系數(shù)。
[0110] 對(duì)于導(dǎo)、地線、絕緣子、金具這3類(lèi)在一段線路中存在多個(gè)設(shè)備的部件而言，它們的 年限系數(shù)應(yīng)該是在這段線路中的所有設(shè)備的年限系數(shù)平均值。
[0111] 對(duì)于附屬設(shè)施和通道環(huán)境這2類(lèi)部件而言，它們對(duì)于線路的影響是來(lái)自于外部的， 其本身并沒(méi)有具體的設(shè)備，因此，不需要考慮這2類(lèi)部件的年限系數(shù)。
[0112] 5)假設(shè)某段輸電線路的所有部件的風(fēng)險(xiǎn)值分別為R^Rs、…、Rn，那么，根據(jù)概率加 法公式，可以得到如式(27)的某段輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)值萬(wàn)。
[0113] (27) /=1
[0114] 這樣就可以得到某段輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)值，若需要求取整條輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)值，可 以用同樣的方法得到。假設(shè)整條輸電線路分為m段，這m段輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)值分別為 瓦.、1、_，由于輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)值同樣具有概率的意義，所以運(yùn)用概率加法公 式，可由式(28)得到整條輸電線路風(fēng)險(xiǎn)值1。
[0115] 1二 1-]^(卜瓦.> (28)
[0116] 綜合考慮輸電線路運(yùn)行的季節(jié)、所處的地理環(huán)境的具體步驟為：
[0117] 1)設(shè)考慮具體時(shí)間、地理位置的運(yùn)行環(huán)境系數(shù)為tp。在考慮對(duì)輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)值 影響方面，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和輸電線路自身特點(diǎn)，運(yùn)行環(huán)境系數(shù)tp可以由式(29)得到。 f/x p t,p^\
[0118] 妒= (29)
[1 :f = luk"=l
[0119] 式中，t和p分別表示線路覆冰的時(shí)間系數(shù)和地理位置系數(shù)。
[0120] 2)要計(jì)算線路覆冰運(yùn)行環(huán)境的時(shí)間系數(shù)，首先要確定線路覆冰運(yùn)行環(huán)境的特殊時(shí) 間區(qū)段，按照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，一般線路覆冰時(shí)間段為每年11月到次年2月。
[0121 ]根據(jù)歷年覆冰故障頻發(fā)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)可以得出，覆冰故障發(fā)生概率隨時(shí)間的變化呈 正態(tài)分布。因此參照覆冰故障概率的分布，確定時(shí)間系數(shù)t服從正態(tài)分布N(iU，h2)，如式 (30) (30)所示。
[0123] 式中，x表示評(píng)價(jià)時(shí)間（以月為單位）表示t的均值，心2表示t的方差，心表示正態(tài) 分布偏移值。
[0124] 由式(14)可得時(shí)間系數(shù)的正態(tài)分布圖，如圖5所示。
[0125] 在時(shí)間系數(shù)的具體值求取方面，在正態(tài)分布的頂點(diǎn)，取時(shí)間系數(shù)t = 1.2，在特殊時(shí) 間區(qū)段內(nèi)，時(shí)間系數(shù)的取值同樣按正態(tài)分布，在特殊時(shí)間區(qū)段外，取時(shí)間系數(shù)t = l。對(duì)于覆 冰時(shí)間系數(shù)t3，它在10月到次年2月間的值從圖6中得出，其它時(shí)間t3取1。
[0126] 3)與時(shí)間系數(shù)的情況相似，對(duì)于線路覆冰運(yùn)行環(huán)境的地理位置系數(shù)，同樣需要先 確定特殊的地理位置區(qū)段，按照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，線路覆冰的特殊地理位置區(qū)段為貴陽(yáng)局、天生橋 局、南寧局所轄區(qū)段。
[0127] 地理位置系數(shù)p的取值由故障頻發(fā)區(qū)域中故障點(diǎn)密度的統(tǒng)計(jì)分析得出。根據(jù)覆冰 故障頻發(fā)區(qū)域中歷年故障的地理位置的統(tǒng)計(jì)，得到圖7(圖中?為故障點(diǎn)），以覆冰故障頻發(fā) 區(qū)域中心為密度中心0,得出以0為中心的覆冰故障點(diǎn)密度函數(shù)巾，巾為正態(tài)分布函數(shù)，記為 (})~N(li2,522)。
[0128] 該密度函數(shù)巾表明，離密度中心越遠(yuǎn)，故障點(diǎn)的分布越稀疏，線路發(fā)生故障的概率 越小。因此參照密度函數(shù)巾，地理位置系數(shù)p也服從正態(tài)分布N(y 2，S22)，具體公式如式(31) 所示。
(31)
[0130] 式中，x表示輸電線路所在地理位置與特殊區(qū)段中心的距離(單位為km)，y2表示地 理位置系數(shù)P的均值，S22表示地理位置系數(shù)p的方差，心表示正態(tài)分布偏移值。
[0131] 與時(shí)間系數(shù)類(lèi)似，在正態(tài)分布的頂點(diǎn)，取覆冰地理位置系數(shù)p3 = 1.2，在特殊地理 位置區(qū)段內(nèi)，覆冰的地理位置系數(shù)的取值按正態(tài)分布，在特殊時(shí)間區(qū)段外，取覆冰地理位置 系數(shù)P = 1。覆冰地理位置系數(shù)P3在距中心點(diǎn)0~30km內(nèi)的值可以從圖8中得出，其它地理位 置P3取1。
[0132] 綜合以上各個(gè)步驟，最終得到輸電線路的整體風(fēng)險(xiǎn)值見(jiàn)爐
[0133] 以某500kV線路2013年7月的巡視記錄和在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為例。
[0134] 根據(jù)所得數(shù)據(jù)，該段線路在巡檢中的缺陷如表2,同時(shí)得到缺陷所對(duì)應(yīng)狀態(tài)量的風(fēng) 險(xiǎn)度和隸屬度。
[0135] 表2線路的缺陷數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)度和隸屬度
[0137] 以導(dǎo)線為例，狀態(tài)量"導(dǎo)地線在線夾內(nèi)滑移"的隸屬度為0.034,狀態(tài)量"0PGW光纜 線斷股"的隸屬度為0.036，因此，導(dǎo)線的部件風(fēng)險(xiǎn)值在修正前為0.5 X 0.034+0.8 X 0.036~ 0.046,其他部件的修正前風(fēng)險(xiǎn)值可由相同的方法得到，其具體值如表3所示。另外3種部件 由于沒(méi)有出現(xiàn)缺陷記錄，因此它們的風(fēng)險(xiǎn)值視為0。
[0138] 下面計(jì)算部件的年限系數(shù)，以桿塔為例，該段線路的500kV鐵塔的投運(yùn)年份為1997 年，設(shè)計(jì)年限為50年，可得老化常數(shù)B = 0.048，并取fMd= 1，得到老化指數(shù)AGt= 1.078，于是 由式（25)得到桿塔的年限系數(shù)FYt= 1.0539。其他部件的年限系數(shù)以及修正后的部件風(fēng)險(xiǎn) 值如表3所示，其中，對(duì)于通道環(huán)境不考慮它的年限系數(shù)。
[0139] 表3部件的年限系數(shù)及修正前后的風(fēng)險(xiǎn)值
[0141] 由表3中的數(shù)據(jù)以及式(27)可得該段輸電線路此時(shí)的段風(fēng)險(xiǎn)值瓦=0.158。
[0142] 接下來(lái)考慮運(yùn)行環(huán)境系數(shù)對(duì)輸電線路風(fēng)險(xiǎn)值的修正。該條線路在7月份受到雷擊 和臺(tái)風(fēng)兩種特殊運(yùn)行環(huán)境的影響，對(duì)于雷擊而言，對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)t = 1.12，地理位置系數(shù)p = 1.07,因此，雷擊的運(yùn)行環(huán)境系數(shù)為1.198,同樣可得臺(tái)風(fēng)的運(yùn)行環(huán)境系數(shù)為1.035,則該 段輸電線路在運(yùn)行環(huán)境系數(shù)修正后的線路風(fēng)險(xiǎn)值；=0.丨96。
[0143] 由于在該段時(shí)間內(nèi)電網(wǎng)未發(fā)生異常，因此，電網(wǎng)狀態(tài)系數(shù)S = tp=l，即電網(wǎng)的運(yùn)行 狀態(tài)對(duì)輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)值沒(méi)有影響，最后得到的該段輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)值為0.196,這說(shuō)明該 段線路處于低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)該段輸電線路的檢修，并對(duì)已有的缺陷及時(shí)地進(jìn)行整 改。該段線路的實(shí)際運(yùn)行情況是運(yùn)行狀態(tài)良好。
[0144] 整條輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)值評(píng)估方法為上述求得該段輸電線路在運(yùn)行環(huán)境系數(shù)修正 后的線路風(fēng)險(xiǎn)值|后再結(jié)合公式(28)和電網(wǎng)狀態(tài)系數(shù)S求取。
[0145] 應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可 以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保 護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于時(shí)空因素影響的輸電線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，其包括以下步 驟： 步驟1、綜合計(jì)算輸電線路各部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值，獲取整條輸電線路的線路風(fēng)險(xiǎn)值?Λ所 述整條輸電線路由m段輸電線路組成，每段輸電線路又由η個(gè)部件組成； 所述步驟1包括以下步驟： 步驟11、計(jì)算輸電線路每個(gè)部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值V : 其包括以下步驟： 步驟111、計(jì)算與每個(gè)部件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)的第i個(gè)狀態(tài)量的風(fēng)險(xiǎn)度Q1;其中，l<i<P，P 為與每個(gè)部件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)的狀態(tài)量總數(shù)，所述風(fēng)險(xiǎn)度&的計(jì)算為下列情形之一： 第一種情形：當(dāng)?shù)趇個(gè)狀態(tài)量為直接觀測(cè)狀態(tài)量時(shí)：其中，qi為第1個(gè)打分人員給出的風(fēng)險(xiǎn)度量化值，Xi為第1個(gè)打分人員的工作年限，A為打 分人員的總?cè)藬?shù)，KKA; 第二種情形：當(dāng)?shù)趇個(gè)狀態(tài)量為正狀態(tài)參量時(shí):所述正狀態(tài)參量滿足:μι〈ξι，其中，μι為 正狀態(tài)參量的正常限值，ξι為正狀態(tài)參量的故障限值；其中，Xi為正狀態(tài)參量的監(jiān)測(cè)值;kl為正狀態(tài)參量的風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)指數(shù)； 第三種情形：當(dāng)?shù)趇個(gè)狀態(tài)量為負(fù)狀態(tài)參量時(shí):所述負(fù)狀態(tài)參量滿足:μ2>ξ2,其中，μ2為 負(fù)狀態(tài)參量的正常限值，〖2為負(fù)狀態(tài)參量的故障限值；其中，X2為負(fù)狀態(tài)參量的監(jiān)測(cè)值;k2為負(fù)狀態(tài)參量的風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)指數(shù)； 第四種情形：當(dāng)?shù)趇個(gè)狀態(tài)量為偏差性狀態(tài)參量時(shí):所述偏差性狀態(tài)參量滿足:ξ3〈μ3〈μ4 《4,其中，μ3和μ4分別為偏差性狀態(tài)參量的正常下限值和正常上限值，ξ3和ξ4分別為偏差性 狀態(tài)參量的故障下限值和故障上限值；其中，X3為偏差性狀態(tài)參量的監(jiān)測(cè)值;k3為偏差性狀態(tài)參量的風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)指數(shù)； 步驟112、計(jì)算每個(gè)部件的第i個(gè)狀態(tài)量的狀態(tài)量隸屬度Cti其中，隊(duì)和γ i分別第i個(gè)狀態(tài)量的歷史數(shù)據(jù)隸屬度和權(quán)重隸屬度，ne和ηγ分別是針對(duì)歷 史數(shù)據(jù)隸屬度和權(quán)重隸屬度的權(quán)重系數(shù)； 步驟113、計(jì)算每個(gè)部件的第i個(gè)狀態(tài)量的狀態(tài)量風(fēng)險(xiǎn)值ri: Ti = QiXai (6) 步驟114、計(jì)算每個(gè)部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值f :步驟12、對(duì)所述步驟11計(jì)算的每個(gè)部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值V進(jìn)行修正，獲得修正后每個(gè)部 件的部件風(fēng)險(xiǎn)值R:其中:FYt為所述每個(gè)部件的年限系數(shù)， FYt = 0.05AGt+l (9) 其中，AGt為被求取年份的老化指數(shù)，其中，AGo為每個(gè)部件的初始老化指數(shù)，B為老化常數(shù);T為被求取年份的老化指數(shù)AGt對(duì) 應(yīng)的年份;To為設(shè)備投運(yùn)年份;agef為老化速率修正系數(shù);fmod為修正系數(shù)； 步驟13、計(jì)算每段輸電線路的段風(fēng)險(xiǎn)值I:其中，吣為每段輸電線路中第j個(gè)部件的部件風(fēng)險(xiǎn)值，KjSn; 步驟14、計(jì)算整條輸電線路的線路風(fēng)險(xiǎn)值及.其中，晃為整條輸電線路中第k段輸電線路的段風(fēng)險(xiǎn)值，KkSm; 步驟2、綜合考慮整條輸電線路的運(yùn)行環(huán)境系數(shù)tp，得到整條輸電線路的整體風(fēng)險(xiǎn)值 _i R ：其中，運(yùn)行環(huán)境系數(shù)tp的表達(dá)式為：其中，t和p分別表示線路覆冰運(yùn)行環(huán)境的時(shí)間系數(shù)和地理位置系數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)空因素影響的輸電線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在 于，所述步驟2中，線路覆冰運(yùn)行環(huán)境的時(shí)間系數(shù)t服從正態(tài)分布N 1^5J52):其中，X5為線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的月份，M為時(shí)間系數(shù)t的均值，次為時(shí)間系數(shù)t的方差，K5 為正態(tài)分布Ni (μ5，δ52)的正態(tài)分布偏移量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)空因素影響的輸電線路覆冰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在 于，所述步驟2中，線路覆冰運(yùn)行環(huán)境的地理位置系數(shù)ρ服從正態(tài)分布N 2 (μ6，δ62):其中，X6為輸電線路所在地理位置與特殊區(qū)段中心的距離，所述特殊區(qū)段中心通過(guò)運(yùn)行 經(jīng)驗(yàn)獲取，μ6為地理位置系數(shù)P的均值，茗為地理位置系數(shù)P的方差，Κ5為正態(tài)分布Ν2(μ 6，δ62) 的正態(tài)分布偏移量。
【文檔編號(hào)】G06Q10/06GK105930964SQ201610239202
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】宋云海, 李晉偉, 甘振寧, 陳岳, 王奇, 陳浩寧
【申請(qǐng)人】中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司檢修試驗(yàn)中心