輸電線路在線監(jiān)測可靠性的評價方法

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)對輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)評估、風(fēng)險預(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)展時間較短、運(yùn)行條件惡劣等，輸電線路的在線監(jiān)測技術(shù)則明顯不成熟，其可靠性還不高。因此，我們在不斷提高裝置實(shí)用性及可靠性的同時，對于輸電線路在線監(jiān)測可靠性的評價也是十分有必要的。

1 輸電線路綜合監(jiān)測評價系統(tǒng)及方法

1.1 綜合監(jiān)測評價系統(tǒng)

安裝在現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集終端和控制中心的監(jiān)控主站，可對輸電線路的桿塔、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，以及危險線路點(diǎn)實(shí)時視頻監(jiān)控、線路故障檢測及報警等功能的全方位輸電線路在線監(jiān)測評估系統(tǒng)。為輸電線路的狀態(tài)檢測最好及時的統(tǒng)計(jì)及預(yù)報，維持線路的長久正常工作。

1.2 綜合監(jiān)測評價方法

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

（1）建立因素集U。根據(jù)報價的要求，在建立因素集U時，學(xué)會忽略次要因素，選取能反應(yīng)評價對象的主要因素，從而抓住要害。

（2）建立評語集V。所謂評語集就是可能出現(xiàn)的評價結(jié)果的集合。

（3）建立權(quán)重集W。各個評價對象所占權(quán)重大小的結(jié)合就是權(quán)重集。

（4）得到單因素綜合評價矩陣R。

簡單三層綜合評價模型的建立舉例如下：

圖1 三層綜合評價模型

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

多集評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。

高層次的評價矩陣R有

最終評價結(jié)果為B=A^。 （2）

2 建立輸電線路運(yùn)行可靠性預(yù)測模型

2.1 簡介

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)行時間大于n天仍能可靠運(yùn)行的概率值預(yù)測，即線路正常運(yùn)行時間與環(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為正常用時間，正常運(yùn)行實(shí)踐大于n天的記錄為Kn，運(yùn)行時間與故障時間的總和為T來預(yù)測樣本。則總的正常運(yùn)行時間占全部時間的百分比即為實(shí)用的線路可靠性。這種基于概率統(tǒng)計(jì)的運(yùn)行評價法，是通過科學(xué)的計(jì)算方法對輸電線進(jìn)行可靠的預(yù)測。我們也可以將綜合監(jiān)測系統(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)測的參數(shù)，也可以利用后者，提前預(yù)測。

2.2 輸電線路在線監(jiān)測可靠性評價結(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)境因素是對輸電線路在線監(jiān)測影響比較大的一個。

表2 10.1-0.9標(biāo)度

2.2.2 輸電線路監(jiān)測裝置本身方面

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對裝置本身有一定的影響。監(jiān)測裝置本身的問題是影響在線監(jiān)測可靠性的最主要因素。

2.2.3 檢測人員及在線監(jiān)測管理方面

定期檢測人員與狀態(tài)檢測人員，必須要經(jīng)過在線監(jiān)測技能的系統(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)測可靠性。另外，在線監(jiān)測要嚴(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，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價數(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 評價方法具體步驟

第一步，將輸電線路在線監(jiān)測評價體系劃分以下三層：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)算出各個層的權(quán)重以及劃分評語等級。

第三步，根據(jù)各個指標(biāo)總數(shù)與各個等級的數(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)建立好的評價模型，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，最終得到評價結(jié)果。根據(jù)最大隸屬度原則，目標(biāo)層隸屬度的四個值中最大的值即為該評價體系所處狀態(tài)。

4 結(jié)語

輸電線路在線監(jiān)測可靠性的評價對于保證輸電線路長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)測做到更好更先進(jìn)的水平。綜合監(jiān)測輸電線路導(dǎo)線、絕緣子等的運(yùn)行狀態(tài)，以達(dá)到對其狀態(tài)的分析、評價作出有利的技術(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)測系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動化，2009（10）.

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