電力線路狀態檢修與缺陷預測相關問題研究

【摘要】隨著市場經濟的發展，行業內競爭加劇，隨著電力改革的進行，加上電網規模的不斷擴大，給電力線路狀態檢修工作提出了新的挑戰。在經濟轉型升級背景下，對電力系統安全性和可靠性提出了更高的要求。為了確保電力線路狀態良好，應加大線路狀態檢修，準確預測缺陷，及時解決問題。文章從電力線路檢修方式、傳統電力線路檢修方式弊端和線路缺陷預測等方面入手，對電力線路狀態檢修相關問題進行了論述。

【關鍵詞】電力線路狀態檢修缺陷問題研究

在市場越來越開放的背景下，供電企業實現現代化與科學化管理，則必須搞好電力線路狀態檢修工作，這是新設備與新技術應用的必然選擇之一[1]。通過電力線路狀態檢修與缺陷預測，可提升企業的經濟效益。電力線路的安全性與可靠性，與電力系統運行的安全息息相關，開展線路狀態檢修和缺陷預測，可提升系統安全性。文章主要就電力線路狀態檢修和缺陷預測相關問題進行了研究。

1 傳統電力線路檢修方式

傳統電力線路檢修，一般是以時間為周期制定和實施檢修計劃，這種檢修方式和計劃本身就缺乏科學性，還存在一定的盲目性。按照檢修計劃進行檢修，可能會浪費大量人力物力而收不到實際效果，使得電力線路維護費用始終居高不下，無法適應電網發展要求，也不適應供電企業發展要求[2]。

我們知道，電力電路分布廣泛，線路里程常，分布在較廣的區域，線路檢修任務較重，工作人員經常出現顧此失彼的情況，無法保證線路檢修的質量，這無疑增加了線路供電的危險性，是供電可靠性下降。電網電力線路的檢修周期通常為1年，但是線路出現故障與缺陷的時間卻無法預測，如果出現故障和缺陷后得不到及時檢修，則可能使得線路的健康水平大幅下降，影響系統供電的穩定性。

目前，電力線路檢修方式分為狀態檢修和定期檢修兩種。其中，定期檢修是一種比較傳統的檢修方法，出現的時間相對較早，但是未能發揮明顯的作用。在供電技術水平、供電管理水平不斷提升的背景下，這種檢修方式越來越不適應供電發展的需要，因其無法取得良好的檢修成果。而線路狀態檢修方式，是一種隨著供電技術發展而出現的一種新的檢修方式，用以評價線路運行狀態，根據電力線路運行情況，制定風險等級，為確保電力線路的可靠運行制定有效的措施[3]。與線路定期檢修相比，此種檢修方式的優勢更為明顯，且檢修的針對性強，可顯著降低檢修資金投入，并大幅減輕工作人員的工作量。

從整體方面看，電力線路狀態檢修方式，在知識和實際操作領域均取得了良好的發展。從我國目前的發展情況來看，其縱然還有諸多不足，但是進步空間非常大，也非常快。總之，傳統電力線路檢修方式存在較大弊端和漏洞，為了提升系統供電穩定性，應當使用更為科學的電力線路狀態系統與缺陷預測系統。

2 電力線路狀態檢修系統構建

在電力系統中，電力線路狀態檢修系統的作用，是全面分析電力線路系統中的缺陷和故障，科學、合理安排電力線路檢修順序，制定檢修計劃和措施，通過此種方式來提高電力線路運行的安全性和可靠性。

2.1 系統模型的構建

電力線路檢修次序，與當前電力線路中的缺陷個數、缺陷所在線路的重要性和缺陷的嚴重程度密切相關[4]。一般而言，這三個因素是相互獨立，但是有時也會疊加。檢修次序的確定，通常是由三個因素函數表達式決定：

J（i）=N（i）Q（i，j）M（j） （1）

此函數的矩陣形式為：J=NQM

函數式（1）中，i為線路序號，也就是線路的運行序號，電力系統中存在s條線路，則i=1，2，3……s；j則代表線路中的缺陷序號，通常主要考慮缺陷程度，也是受季節影響后擴展缺陷類型序號，系統中的缺陷如果有r種，則j=1，2，3，……r；Q為線路缺陷個數矩陣，其味二維矩陣（s×r）；Q（i，j）就是線路i中存在的缺陷序號為j的個數函數式中的J表示為檢修參數矢量，其是一個一維矩陣（s×1），J（i）表示電力線路i檢修參數；M則表示線路缺陷等級參數矩陣，同樣為一維矩陣（r×1），M（j）表示缺陷序號為j的缺陷等級參數。N代表了電力線路重要性參數矢量，也是一個一維矩陣（s×1），N（i）表示線路i重要性參數[5]。

2.2 模型中參數的獲得

M（j）為缺陷等級參數，其整定難度較大，需要根據歷史數據統計而得出，也需要工作人員根據經驗進行適當修訂，并分析系統中的線路缺陷事故，顯示如果某一事故不及時處理，可能導致其他事故出現的概率。根據事故概率發生的大小，可確定缺陷等級參數M（j）。M（j）缺陷等級參數計算式如下：

M（j）=X（j，k）y（k） （2）

式（2）中，y（k）為故障加權系數，V為相關系數矩陣；矩陣形式表示為（r×p）；Y為故障加權系數矢量。N（i）為線路重要程度參數，系統中的線路重要性不同，且在系統中的地位也不同。如果線路的相當重要，則需優先安排檢修。在確定檢修次序時，需考慮缺陷嚴重程度、線路的重要程度等。N（i）用失負荷率RLOLP（i）表示：N（i）= RLOLP（i）。而J（i）屬于第i條線路根據其存在缺陷個數矩陣Q，線路在電力系統中的重要性矩陣N，還有線路存在缺陷等級矩陣M來確定狀態檢修參數J（i）[6]。在獲得J（i）參數后，根據從小到大的順序排列，如果系統中有三條線路需檢修，則可依次命名為1，2，3，而其檢修參數為J（1）、J（2）和J（3），如果得出J（3）>J（1）>J（2），則需先檢修3號線路，最后檢修2號線路，中間檢修1號線路。

3 電力線路缺陷預測系統的構建

3.1 電力線路缺陷預測對象

電力線路缺陷預測的目的，是預測電力線路中存在的潛在故障，根據線路缺陷系統預測出的故障，來準備故障消除所需的人力和技術。線路缺陷與人力、技術等雖無直接關系，但卻與電壓等級存在明顯的相關性。文章構建系統的對象定為QQ220（j）、QQ110（j）、QQ35（j）和QQ10（j）。這些分別對應220kV、110kV、35kV和10kV線路中第j類缺陷的總個數。

3.2 缺陷預測的方法

當前，電力線路缺陷預測方法中，常用的有時間序列法、回歸分析法和專家系統法。這三種方法有其各自的優缺點。由于影響線路缺陷預測的因素較多，且無規律性可言，所以需要根據相應條件來合理選擇線路缺陷預測方法。

（1）時間序列法。這種方法分為隨機時間法和確定時間法兩種。其中，隨機時間法是指電力線路缺陷符合某個統計規律的隨機變量，根據這一變量描述過程，在這一變化過程中可采用的方法有狀態空間法、Markov法。通常，隨機時間法的結果精準，但是在操作上的環節比較復雜。簡單說，按照過去情況來預測線路未來發展趨勢，從而更好找出線路中故障。

由于基于電力線路缺陷與季節因素明顯相關，所以在很多情況下，可確定時間法，并以季度為時間間隔預測對象是否存在故障。（2）回歸分析法。線路缺陷預測的回歸分析法，是利用管理人員已經掌握的大量數據，通過篩選和數理計算，準確表達出變量與自變量之間的關系。由于電力線路缺陷的時間不確定，具有較強的隨機性，因此需要大量數據統計出其中的規律性。（3）專家系統法。專家系統法屬于人工智能中的方法之一，這一方法主要是利用系統性能良好的計算機程序系統來進行預測。一般情況下，電力線路檢修中發現缺陷相對較為復雜，專家系統法對解決這類問題十分有效。這一方法的優點表現在兩個方面，在節省大量人力腦力活動的同時，還能減少項目開支。

4 結語

隨著經濟社會的快速發展，對電力系統的安全性與可靠性提出了更高的要求。而確保系統安全性與可靠性的方法有很多種，電力線路狀態檢修與缺陷預測是一個很好的方法。傳統的線路檢修方法，存在諸多弊端，已經不適合檢修需要。文章構建了電力線路缺陷檢修系統和線路故障預測系統，并介紹了線路檢修中的時間序列法、專家系統法和回歸分析法，為線路缺陷檢修與預測提供參考與借鑒。

參考文獻：

[1]鄭建平，梁錦照，焦連偉.電力線路的狀態檢修和缺陷預測[J].電力系統自動化，2010（24）：34-37.

[2]何文前.電力線路檢測及缺陷的預測探析[J].硅谷，2014（21）：152-153.

[3]吳創現.電力線路的狀態檢修與缺陷預測探討[J].科技致富向導，2011（32）：375+368.

[4]謝國平.電力線路的狀態檢修和缺陷預測[J].電子技術與軟件工程，2013（17）：180-181.

[5]盛建雄，孫偉慶，張國平，等.電力光纜線路狀態檢修的探索與實踐[J].電力系統通信，2014（12）：124-125.

[6]王偉杰，張建東.電力線路的狀態檢修與缺陷預測探討[J].科技致富向導，2015（24）：109-110.

作者簡介：崔麗娜（1970—），女，遼寧海城人，大專，畢業于成都電子科技大學，助理工程師，研究方向：變電站值班維護。