輸電線路在線監(jiān)測(cè)可靠性的評(píng)價(jià)方法

楊超孫鑫

（國網(wǎng)陜西省電力公司銅川供電公司，陜西 銅川727031）

0 引言

輸電線路的智能化，明顯有助于提高輸電線路的效率，降低成本；實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等。但與我國發(fā)展較快的特高壓輸電技術(shù)相比，由于其發(fā)展時(shí)間較短、運(yùn)行條件惡劣等，輸電線路的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)則明顯不成熟，其可靠性還不高。因此，我們?cè)诓粩嗵岣哐b置實(shí)用性及可靠性的同時(shí)，對(duì)于輸電線路在線監(jiān)測(cè)可靠性的評(píng)價(jià)也是十分有必要的。

1 輸電線路綜合監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法

1.1 綜合監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)

安裝在現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集終端和控制中心的監(jiān)控主站，可對(duì)輸電線路的桿塔、導(dǎo)線、絕緣子等設(shè)備進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且可以根據(jù)需要靈活配置導(dǎo)線垂弧、導(dǎo)線溫度、絕緣子污穢等在線監(jiān)測(cè)，以及危險(xiǎn)線路點(diǎn)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、線路故障檢測(cè)及報(bào)警等功能的全方位輸電線路在線監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)。為輸電線路的狀態(tài)檢測(cè)最好及時(shí)的統(tǒng)計(jì)及預(yù)報(bào)，維持線路的長(zhǎng)久正常工作。

1.2 綜合監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方法

輸電線路在線監(jiān)測(cè)可控性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，會(huì)有多種因素影響到，對(duì)于這種由多因素影響的事物，就應(yīng)該做出一個(gè)科學(xué)合理的評(píng)價(jià)，不能采用單一的專家評(píng)判方法。在輸電線路在線監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)中，我們采用多層次模糊綜合評(píng)判法。利用逐層的定量定型分析方法，對(duì)各層次的因素進(jìn)行比較，從而對(duì)輸電線路進(jìn)行比較全面科學(xué)的評(píng)價(jià)。按照從底層到高層的逐步順序?qū)Ω鱾€(gè)階層進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，上一層的綜合評(píng)價(jià)是在下一層評(píng)價(jià)結(jié)果這一基礎(chǔ)上得來的。多層次模糊綜合評(píng)價(jià)的基本步驟如下：

（1）建立因素集U。根據(jù)報(bào)價(jià)的要求，在建立因素集U時(shí)，學(xué)會(huì)忽略次要因素，選取能反應(yīng)評(píng)價(jià)對(duì)象的主要因素，從而抓住要害。

（2）建立評(píng)語集V。所謂評(píng)語集就是可能出現(xiàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果的集合。

（3）建立權(quán)重集W。各個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象所占權(quán)重大小的結(jié)合就是權(quán)重集。

（4）得到單因素綜合評(píng)價(jià)矩陣R。

簡(jiǎn)單三層綜合評(píng)價(jià)模型的建立舉例如下：

圖1 三層綜合評(píng)價(jià)模型

因素集 U=｛u1,u2,...,un｝；評(píng)語集 V=｛v1,v2,...,vn｝；權(quán)重集 A=｛a1,a2,...,an｝;評(píng)判矩陣R是｛U×V｝的模糊子集，反應(yīng)因素集U和評(píng)語集V之間的隸屬度。

多集評(píng)判中存在高低層次之分，U和A均屬高層次，而Ui=｛ui1,ui2,...,uin｝和 Ai=｛ai1,ai2,...,ain｝則分別屬于低層次。

高層次的評(píng)價(jià)矩陣R有

最終評(píng)價(jià)結(jié)果為B=A^。 （2）

2 建立輸電線路運(yùn)行可靠性預(yù)測(cè)模型

2.1 簡(jiǎn)介

根據(jù)一組輸電線路的檢修記錄以及污區(qū)參數(shù)，得出線路正常運(yùn)行時(shí)間大于n天仍能可靠運(yùn)行的概率值預(yù)測(cè)，即線路正常運(yùn)行時(shí)間與環(huán)境參數(shù)的關(guān)系。通過以線路上次檢修結(jié)束至下次檢修開始所用時(shí)為正常用時(shí)間，正常運(yùn)行實(shí)踐大于n天的記錄為Kn，運(yùn)行時(shí)間與故障時(shí)間的總和為T來預(yù)測(cè)樣本。則總的正常運(yùn)行時(shí)間占全部時(shí)間的百分比即為實(shí)用的線路可靠性。這種基于概率統(tǒng)計(jì)的運(yùn)行評(píng)價(jià)法，是通過科學(xué)的計(jì)算方法對(duì)輸電線進(jìn)行可靠的預(yù)測(cè)。我們也可以將綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法與之結(jié)合起來，可以利用前者來驗(yàn)證電路的可靠性模型，修正一些預(yù)測(cè)的參數(shù)，也可以利用后者，提前預(yù)測(cè)。

2.2 輸電線路在線監(jiān)測(cè)可靠性評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)

2.2.1 環(huán)境方面

環(huán)境因素主要是指環(huán)境中的溫度、濕度、電磁干擾這三個(gè)因素。輸電線路裝置往往在人類無法到達(dá)的環(huán)境下，經(jīng)歷這風(fēng)吹日曬、晝夜溫差、寒風(fēng)暴雪等惡劣天氣及地區(qū)，經(jīng)過日積月累，很容易造成裝置某些元器件不可修復(fù)的損傷。在所有影響因素中，環(huán)境因素是對(duì)輸電線路在線監(jiān)測(cè)影響比較大的一個(gè)。

表2 10.1-0.9標(biāo)度

2.2.2 輸電線路監(jiān)測(cè)裝置本身方面

目前我國主要采用蓄電池與太陽能互相合作的方式供電，裝置的通訊方式一般采取普通通信，這一供電方式存在 一定的缺陷。另外，主站所用軟件及傳感器的靈敏等也會(huì)對(duì)裝置本身有一定的影響。監(jiān)測(cè)裝置本身的問題是影響在線監(jiān)測(cè)可靠性的最主要因素。

2.2.3 檢測(cè)人員及在線監(jiān)測(cè)管理方面

定期檢測(cè)人員與狀態(tài)檢測(cè)人員，必須要經(jīng)過在線監(jiān)測(cè)技能的系統(tǒng)學(xué)習(xí)與培訓(xùn)，以達(dá)到能夠熟練掌握全面的狀態(tài)信息。檢測(cè)人員還要具有較強(qiáng)的心理素質(zhì)及身體素質(zhì)。這都決定了在線監(jiān)測(cè)可靠性。另外，在線監(jiān)測(cè)要嚴(yán)格服從電力生產(chǎn)管理的規(guī)章制度，相關(guān)部門也應(yīng)該及時(shí)了解詳情制作出更加合理科學(xué)實(shí)用的規(guī)章制度出來。

2.3 評(píng)判矩陣R的確定

比較本層次與上一層次有關(guān)聯(lián)因素之間的重要性，從而來確定上一層次因素之間的判斷矩陣R。

假設(shè)上一層次為元素A，Rij表示Ui和Uj同A比較時(shí)，Ui比Uj具有模糊關(guān)系“比……重要得多”的隸屬度。Rij標(biāo)度數(shù)值采用0.1€0.9標(biāo)度。

2.4 各因素權(quán)重A的確定

下式中a是人們用來度量自身所感知的差異程度，可由差異化程度和評(píng)價(jià)數(shù)量來調(diào)整。

有 rij=0.5+a(Ai-Aj)，i，j=1，2，... （4）

所以 A=｛A1,A2,...} （5）

3 評(píng)價(jià)方法具體步驟

第一步，將輸電線路在線監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)體系劃分以下三層：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。

第二步，利用層次分析法，計(jì)算出各個(gè)層的權(quán)重以及劃分評(píng)語等級(jí)。

第三步，根據(jù)各個(gè)指標(biāo)總數(shù)與各個(gè)等級(jí)的數(shù)量倒數(shù)比值，計(jì)算出隸屬度，這是指標(biāo)層各等級(jí)的隸屬度。

第四步，根據(jù)各準(zhǔn)則層所包含的指標(biāo)層數(shù)，按環(huán)境因素、監(jiān)測(cè)裝置本體因素、人員管理因素整理成隸屬度矩陣。

第五步，根據(jù)已經(jīng)建立好的評(píng)價(jià)模型，利用以下公式計(jì)算出準(zhǔn)則層隸屬度。

準(zhǔn)則層隸屬度=指標(biāo)層權(quán)重×指標(biāo)層隸屬度

第六步，根據(jù)以下公式計(jì)算出目標(biāo)層隸屬度。

目標(biāo)層隸屬度=準(zhǔn)則層隸屬度×準(zhǔn)則層權(quán)重

第七步，最終得到評(píng)價(jià)結(jié)果。根據(jù)最大隸屬度原則，目標(biāo)層隸屬度的四個(gè)值中最大的值即為該評(píng)價(jià)體系所處狀態(tài)。

4 結(jié)語

輸電線路在線監(jiān)測(cè)可靠性的評(píng)價(jià)對(duì)于保證輸電線路長(zhǎng)久的正常工作具有非比尋常的意義。綜合考慮多種影響因素，采用科學(xué)合理的方法，將輸電線路在線監(jiān)測(cè)做到更好更先進(jìn)的水平。綜合監(jiān)測(cè)輸電線路導(dǎo)線、絕緣子等的運(yùn)行狀態(tài)，以達(dá)到對(duì)其狀態(tài)的分析、評(píng)價(jià)作出有利的技術(shù)保障。

［1］趙增華，石高濤，韓雙立，舒炎泰，周文濤，陳建民.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的高壓輸電線在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009（10）.

［2］王國勝，梁瑞玲，舒應(yīng)軍.輸電線路在線監(jiān)測(cè)可靠性評(píng)價(jià)方法[J].電瓷避雷器，2013（08）.