電力變壓器風險評估方法與應(yīng)用

侯昭輝，牛志丹

江蘇核電有限公司，江蘇連云港 222042

步入21 世紀以來，我國經(jīng)濟得到全面的發(fā)展，各個行業(yè)蓬勃發(fā)展。電力行業(yè)作為生活、工作中不可或缺的重要組成部分，也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。電力供應(yīng)中出現(xiàn)的問題越來越突出，所以，電力行業(yè)的建設(shè)步伐越來越快。用電負荷的增加，對電力變壓器的可靠性運行提出了更高的要求。由此，對電力變壓器進行風險評估，意義可見一斑。

1 我國電力變壓器風險評估的現(xiàn)狀

1.1 變壓器風險評估的概念

可靠性評估是對變壓器進行風險評估的基礎(chǔ)。對其進行評估的實質(zhì)就是量化變壓器設(shè)備的潛在風險對社會造成的影響。考慮成本、環(huán)境和安全等多方面因素的評估方法。在對變壓器進行風險評估的過程中，對于所涉及到的各要素都要得到一定程度的反映。所涉及的各要素包括：變壓器設(shè)備本身、系統(tǒng)以及對社會的影響，要從技術(shù)與經(jīng)濟角度考慮其設(shè)備與資產(chǎn)的雙重屬性。對于變壓器設(shè)備進行風險評估主要是以其運行風險作為指標，綜合起來考慮其在資產(chǎn)、損失程度以及設(shè)備故障等方面的作用

1.2 電力變壓器風險評估的現(xiàn)狀

由于變壓器在電力行業(yè)中的很重要作用，我國對于這方面的也漸漸深入，對變壓器設(shè)備風險評估做出了一系列的研究。比較突出的有以下幾點：

1）引入風險矩陣圖，并作出一定的改進，對于風險評估準確性以及效率得到有效的提高；

2）在將風險評估向定量方向發(fā)展的過程中，一個很重要的理論就是將風險矩陣與半定量風險評估方法相結(jié)合；

3）風險指標變化率與電壓風險指標相結(jié)合，得出電壓脆弱度；

4）結(jié)合模糊數(shù)學方法，提出了電力設(shè)備故障風險定量的評價方法；

5）采用可靠性風險評估模型，定位電力系統(tǒng)風險評估為一種隨機定量分析工具。

2 電力變壓器風險評估方法的探討

2.1 基于模糊多準則決策的風險評估

模糊多準則決策中包括了模糊理想解與模糊負理想解。模糊理想解與模糊負理想解的概念，前者是由每一種屬性中的模糊指標值中的極大值組成，后者由則極小值構(gòu)成，這兩種解之間的差異一般使用海明距離的測度工具來度量。

2.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊層次分析法

模糊層次分析法中涉及到模糊因素或模糊概念，滿足風險對多因素、多級的評價要求。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有可操作性強、結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)據(jù)模擬能力強等優(yōu)點，廣泛適用于對于復(fù)雜系統(tǒng)的風險評估與分析。采用模糊層次分析法對變壓器進行評估過程中，對影響變壓器風險的各風險因素進行模糊一致性處理，得到絕對權(quán)重值，根據(jù)權(quán)重值可以將風險因素可分為兩類：可忽略的風險因素和關(guān)鍵的風險因素。取關(guān)鍵的風險因素作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點以及特殊結(jié)構(gòu)，對樣本進行訓練，從而得到較準確的風險值。

2.3 小世界網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于變壓器風險評估

小世界效應(yīng)的引用范圍很廣，一般的網(wǎng)絡(luò)都具有小世界效應(yīng)。本文基于設(shè)備的這種小世界特性建立了故障傳播模型，求得了最高風險故障傳播路徑，為電力變壓器的風險評估提供了依據(jù)。

3 電力變壓器風險評估方法的應(yīng)用

3.1 模糊多準則決策風險評估的應(yīng)用

1）在模糊多準則決策的基礎(chǔ)上，提出適合于評估電力變壓器風險的定量評估體系；

2）模糊化處理嚴重度、可檢測度、發(fā)生度等3 項風險評估指標，對于各權(quán)重的分析，可以采用熵重法；

3）在變壓器風險評估中引入模糊多準則決策，可以有效的提升在嚴重度、可檢測度、發(fā)生度3 項指標值的準確度；

3.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊層次分析法

此方法是源于層次分析法，只不過得到了一定的改進，這種改進主要表現(xiàn)在一致性檢驗標準、比較判斷矩陣的構(gòu)成方式以及比較判斷矩陣的調(diào)整方法等方面，這種方法使得一致性檢驗和調(diào)整工作變得更加具有科學行、準確性。模糊層次分析法的基本操作步驟是：

1）電力變壓器風險評估層次分析結(jié)構(gòu)的建立；

2）引起變壓器風險的各個因素的模糊互補判斷矩陣的建立；

3）確定權(quán)重系數(shù) 。

3.3 小世界網(wǎng)絡(luò)拓撲方法在電力變壓器風險評估方法的應(yīng)用

1）故障傳播強度的確定

對變壓器進行風險評估過程中，主要應(yīng)該考慮到風險發(fā)生的概率、后果，小世界網(wǎng)絡(luò)分析法的特性，即是通過引入連接邊負荷來衡量具有小世界效應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)中故障所造成的后果。連接邊的負荷越大，故障就越容易通過該邊迅速傳播，對電力系統(tǒng)造成的危害也就越大。

2）故障傳播模型的構(gòu)建及求解

通過對故障傳播強度的定義，可以得出最高風險故障傳播路徑即為最高故障傳播強度路徑。在故障傳播過程中，傳播路徑越長，故障源在該傳播路徑上完成傳播的概率就越小，故可設(shè)定一個概率約束條件，小于這個概率約束的故障傳播可認為是小概率事件，不會發(fā)生，該故障傳播過程終結(jié)。

4 變壓器設(shè)備風險評估體系的選取原則

對于變壓器的風險評估，必須要有一個科學、考慮全面的體系，其遵循的原則為：

1）完全性原則

評估體系能夠確保變壓器的工作狀況的穩(wěn)定。

2）簡捷性原則

評價指標數(shù)量盡可能減少，同時對次要指標進行量化處理。評價指標應(yīng)能簡單獲得，技術(shù)上可行，便于操作。

3）相對獨立性原則

各評價指標之間應(yīng)盡量保存獨立性，避免評價指標之間相互包容。

4）客觀性原則

評價指標具有可比性和通用性，避免對于不同的變壓器之間評

5 結(jié)論

綜上所述，電力變壓器的風險評估對于維護電網(wǎng)的穩(wěn)定運行方面具有重要的作用，對于保證用戶用電方面意義重大。對于電力系統(tǒng)風險的評估有很多方法，要根據(jù)實際情況合理的選擇方法，這樣，才能及時的對變壓器進行風險評估，并及時的反饋評估信息，設(shè)計出相應(yīng)的處理方案，用以對變壓器進行必要的維護，保證其正常運行，進而是我國電力事業(yè)的發(fā)展更上一層樓，造福于廣大的用戶。

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