基于集對分析法的架空輸電線路狀態評價

陳學平

摘 要：集對分析法是一種基于評價結構復雜問題體系之上的，致力于解決運行中的架空輸電線路評價參數指標過多這類問題的一種多層分析法。它能夠對輸電線路進行綜合狀態下的評估，包括對輸電線路運行狀態的評價、量化以及得出最終的評價指標量值。其具有十分重要的存在意義和應用價值，因為架空輸電線路的正確狀態評價和檢測是后續針對其狀態進行修正和檢測的重要依據和基礎。因此本文就從集對分析法在架空輸電線路狀態的評價中的應用進行研究，分析其狀態評價的有效性，并為未來架空輸電線路的評價狀態提供新的思考和方法。

關鍵詞：集對分析法;架空輸電線路;狀態評價;層次分析法

1. 前言

架空輸電線路是電力系統的重要組成部分，因此，線路設備的健康狀態事關電力系統的安全運行水平。近些年來，我國電力事業的發展如火如荼，伴隨著城市化進程的不斷加快和用電規模的擴展，電網的建設規模正處于快速激增的發展趨勢，而電網設備的檢修工作壓力隨之而來，這其中最為重要的部分就是狀態評價。狀態評價是其整個檢修管理的工作基礎，也是核心環節。因此，對架空輸電線路，提供必要的監督和監控作業，并對其進行合理的評價和預測，是電網運行中必不可少的中間環節[1]。

2. 層次分析以及物元可拓綜合評判法的相關內容

2.1 層次分析法

架空輸電線路狀態的影響因素是復雜多樣、種類繁多的，面對其結構的復雜性和多樣性，我們不應采取相同的分析方法來進行分析，因此，采用完全定量的方法進行分析和評估是有失偏頗和背離實際的。而層次分析法正是針對這類復雜問題進行分析的有效手段，在復雜環境和問題中，能夠找準層次進行解決。層次分析法是一種將定性與定量分析有機結合的綜合決策方法，它的優勢有包括對定量數據信息的需求量較少、使用方法較為簡單，以及應用方法簡潔等優勢。層次分析法使用的基本中心思想，就是在當前復雜問題基礎之上建立一個立體的能夠滿足當前描述內容且分層足夠明確的模型。這一模型主要分為目標層、準則層、方案層三大層次。該模型建立完成后，會有專業的技術人員及相關專家對不同層次的影響因素進行研判，最后給出相應的比例標度。再對各個層次的影響因素以及要性權值進行精準的判斷[2]。對其進行合理排序后，我們就能夠根據排序的結果知曉最終的解決方案和應對策略，其應用起來十分的簡潔明了，且最終結果的呈現也具有一定的準確性和合理性。層次分析法是一種針對性很強的技術方法，能夠面對多元繁雜的分析環境，能夠解決多樣性的復雜問題，它是運用于狀態評價的有效方法之一。

2.2 物元可拓評判法

物元可拓評判法之所以能夠得以廣泛應用，是因為輸電線路的狀態評估量不能夠使用精確的數據來描述，物元可拓評判法能夠將其量化評估結果，并予以完整詮釋。物元可拓的評估辦法其實是建立在可拓集合論的基礎之上。其使用依據是物元的可拓性，使用方法是根據關聯函數之間事物建立起有效的制約因素和事物相互之間以及因素相互之間的聯系水平和數量上的關系這一標準，結合定性定量的方法，集中對一個對象或者多個對象進行優劣評價。物元可拓評判法范圍下的評價對象是全面的和多樣的。其評價對象包括事物、策略、方法等不同的單元。進行物元可拓綜合評價的實際應用步驟主要分為七個步驟：一是判定該對象的衡量條件，二是確定標準之后進行構建可拓學評估模型，三是根據模型得出評估物元的經典域和節域;四是確定待評物元;五是以所建模型為基礎確立關聯函數并予以計算;六是確定權重;七是計算待評價的物元綜合關聯系數并判定待評價物元的評價級別。

3. 輸電線路狀態評價模型的建立

3.1 輸電線路評價指標體系的構

架空輸電線路的設備狀態有其特殊型和復雜性，因此它最突出的特點就是線路部件多、距離長、多樣化。我們在運用層次分析法進行狀態分析時，首先就是要建立完整的輸電線路態評價指標體系，這是我們最初所建的目標層。該目標層一共包括5個準則層，他們分別是：桿塔，桿塔是基礎，它能夠從彎曲度、傾斜度、裂紋、腐蝕、構件牢固等不同缺陷進行分析和數據整理;導地線，該準則層主要是從弧垂、斷股、地線銹蝕等狀態進行分析;絕緣子，主要是從污穢、零值、自爆、鋼帽鋼腳銹蝕等現狀進行分析;金具，主要從磨損、腐蝕、松動、疲勞等角度考慮;接地裝置及附屬設施，主要從接地體電阻值、接地體埋深、接地體連接、電力設施及其保護區等現場變化情況考慮。這五個部分共同組成了目標層的構建，全方面和多角度的反應了架空線路存在的設備缺陷和潛存的隱患風險[3]。

3.2 評價指標權重的確定

評價指標權重的確定共分為以下兩個方面：一是構造并判斷矩陣，我們在建立的模型之上對其數據進行評判，通過對矩陣之內不同重要程度層級的對比，明確其主次關系以及相關的權重和評價指標。二是確定指標權重并進行一致性的檢驗，根據第一步驟對矩陣的相關識別，進行針對性的元素分析，對每一層的元素都要逐一地進行重要性分析，不同層次的因素之間的評價和得分情況都存在一定出入，因為是由專家根據兩個因素之間的重要性打分得出的最終結果，因此，我們后續對其一致性進行判斷和檢驗是十分必要的。經過檢驗核校后，能夠準確判定矩陣是否偏離相關指標。

3.3 可拓學評價方法

以可拓集合論為基礎的可拓學評價方法，主要是利用可拓數學作為其發展和使用的理論，再加之可拓學的相關邏輯分析作為骨干進行分析和評價的方法。一般在使用時會給物元進行編號和確定其名稱，將其相應事物特征的基本元進行定位，以有序三元組的形式對其進行描述，我們也將這一結果稱之為物元，可拓學評價方法共分為四部分，分別是經典域和節域的確定、待評物元的確定、關聯函數的計算和確定以及最終對輸電線路狀態等級的評定。

3.4 輸電線路可拓學評價分析

首先我們通過輸電線路的各個指標和數據將權重系數以及關聯函數計算出來，之后針對其結果得出評價對象的關聯程度，不同關聯程度下的狀態單元是不一樣的，當輸電線路整體狀態表現為“注意”狀態時，就說明其個別部分出現了缺陷需要入手制定檢修計劃。這是可拓學理論在實際應用過程中的具體體現，通過對架空輸電線路進行狀態的有效評估，我們能夠清晰的從各個數據和等級指標的展顯示中看出，該線路需要檢修的部分以及所處的健康狀態。此時針對評價指標較差的部分，相關的檢修人員可以有針對性的對其進行進一步的檢查和制定檢修策略。可拓學評價能夠將輸電線路的狀態直觀的展示給維修人員，關于“嚴重”情況、“異常”情況、“注意”情況、“正常”情況下的各狀態，也能夠使用不同的維修方法，差異化制定狀態檢修策略，由此節省了人力、財力資源。

結束語

基于集對分析法的架空輸電線路評價狀態，有其使用價值和應用內涵，它能夠準確直觀的表達對架空輸電線路的健康水平進行狀態評價，于線路運行狀態的評價更為準確全面，分區域和分層次的展示了設備的運維狀況。可以說應用集對分析法，實現了架空輸電線路運行中的能控、可控，既能夠節省人力和物力資源，還能夠規范性的體現所屬設備的健康運行狀態，無疑是架空輸電線路運維過程中不可或缺的應用方法。

參考文獻：

[1]梁志堅， 李佳運， 王建楠. 基于集對分析和D-S證據理論的繼電保護狀態評估方法[J]. 廣西電力， 2019， v.42;No.180（05）：9-14+29.

[2]王德意， 趙承， 楊國清，等. 基于集對分析法的架空輸電線路狀態評價[J]. 工業工程， 2017， 20（005）：72-78.

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