一種配電網不停電作業風險評估方法

李 宏 余文才 朱杰元 張 莎 蔡 飛 張 文

（1.國網甘肅省電力公司金昌供電公司 2.國網金昌市金川區供電公司）

0 引言

電力系統中配電網是變電站與居民用戶之間的橋梁，隨著我國經濟快速發展，用電需求的增大也使得配電網規模隨之擴大。而居民生活水平的提升也對供電可靠性提出了更高的要求，這就要求減少停電檢修次數與檢修時間，為了保證用戶能夠持續得到供電，檢修方式更加靈活，降低操作人員工作量，不停電施工作業慢慢被廣泛推廣應用，在帶電情況下施工作業無疑增加了施工作業人員的人身安全風險，故研究不停電作業風險評估具有重要意義［1-2］。

隨著不停電作業慢慢在配電網中應用，在作業風險評估方面也取得一些成果。從配電網結構方面展開研究，確定作業半徑及邊界部件，對作業風險區安全區進行劃分，合理的評估出該工程的風險等級及相應的風險管控方案措施，但該方法評估風險準確定不足［3］。也有從配網工作線路的角度去評估分析作業風險，首先分析該項工作中涉及到哪幾條線路，進而分析每條線路的作業風險值，將該工作中所有線路的風險值相加得到該工作的風險值，該方法的準確性高但耗費時間長［4］。

綜上論文在參照傳統配電網不停電作業風險評估相關論文的基礎上，結合質量評價、風險評估中應用較多的層次灰色綜合評價法的基礎上［5］，提出了一種配電網不停電作業風險評估方法。該方法首先是劃分配電網不停電風險來源以及風險等級，計算不停電作業風險來源權重數值，為方便專家評估風險給不同等級風險進行賦值，通過對多位專家的風險評估分數來最終實現配電網不停電風險評估。

1 作業風險評估方法

1.1 建立風險評估參數

根據實際作業現場的風險等級劃分，將配電網不停電作業風險進一步分為安全工器具風險、施工人員風險、現場作業環境風險［6］，同時針對三種風險再進步一步的劃分，形成風險評估參數系統，評估參數體系如表1所示。從表1中可知，將配電網不停電作業風險劃分為三類，并對每一類又繼續細分為三類，方便對配電網不停電作業風險進行評估和分析，建立該風險評估參數系統。

表1 不停電時配電網作業風險評估參數

1.2 參數權重大小

上文已經建立了不停電配電網風險評估系統，接下里需要確定風險評估系統中各一級參數和二級參數的權重。論文是基于層次分析法建立的判斷矩陣，然后求解出判斷你矩陣的特征值作為該參數的權重數值，其中建立的判斷矩陣中的各因素是由專家進行評價的分數。確定各風險的一級參數需滿足相應條件，如某一級評估參數Qi（其中i=1、2、3）對應的權重數值大小為bi，其中需滿足公式（1）。相應的二級評估參數類似。

需要進一步指出的是，判斷矩陣中各因素主要取決于專家的評分，不可避免的主觀性會的造成干擾和影響，也就無法保證評估計算得到的權重數值為真實合理值。為消除評判過程中主觀性的影響，論文采用一致性檢驗的方法對專家的評分結果進行檢驗，一致性檢驗通過以后，然后將得到的判斷矩陣的特征值作為該參數權重值。

1.3 建立評價矩陣

在建立評價矩陣之前需要要先劃分風險等級，并進行賦值表征風險等級的大小。將前文中風險評價參數定性劃分為五個等級，分別是較低風險對應的賦值為1，低風險賦值為2，中等風險賦值為3，高風險賦值為4，較高風險賦值為5。進行賦值的原因是上文提到的風險參數僅僅是定性并未定量，因此首先要進行量化使得評價標準統一。在完成評估量化標準以后，評估參數Q將定量化，反之根據評價分數值可以反推得到相應的風險等級。在評估過程中會有多個專家進行風險評估，為了方便計算評估得分采用數學矩陣計算方法。假設某配網不停電作業風險參數需要n個專家進行評估得分，每個專家的評分為Sij，則可以得到評分矩陣為An為公式（2）。

式中，Sijn表示第n位專家對評估參數i級下的j級的評分。

1.4 確定函數評價系數

前文已經建立了五個風險等級，并對五個風險等級進行賦值。為進一步分析論文建立了五個灰類白化權函數分別對應五個風險級別，五個灰類分別是Ci（i為1、2、3、4、5）表述，對應的函數表示為FC（Sijn）。由此可以進一步得到配電網中不停電施工中風險評估參數Q中第C個灰類對應的系數可以表示為公式（3）。

式（3）為某個評估參數對應的灰類系數，因此可以通過將各個評估參數求和得到總灰度系數，總灰度系數的可以表示為式（4）。

綜上可以得到，論文首先建立配電網不停電風險評估參數，需要進步一步確定各參數的權重大小，各參數權重的大小由判斷矩陣的特征值來進行決定。判斷矩陣由評估專家的分數來確定，為進一步量化評審專家的評估，將五個風險等級分別進行賦值進行標準量化統一。然后在五個風險等級上建立對應的五個灰類白化權函數進行計算評估系數。

2 測試分析

為了進步測試該系統評估配電網不停電作業風險的性能，為了確保測試結果的真實性和準確性，擬選擇配電網某實際不停電工程項目為例對其進行風險評估，并將真實評估值與系統評估數值進行比對分析。選擇的實際配電網不停電作業工程項目結構如圖1所示。該項目的配電線路總長度為18.62km，其中在線路中又包括4個分支線路，在該不停電配網項目中總共有兩個高風險位置，在圖1中分別是X1、X2表示。

圖1 實際配電網不停電作業工程項目結構

同時為了進一步分析論文提出配電網不停電作業風險評估方法與傳統方法的優劣，將層次灰色評價發的測試結果與傳統方法測試結果進行比較，來判斷分析論文提出的方法在準確定和評估效率方面是否優于傳統的方法。論文中評估專家選擇了九位，為了方便統計各位專家的評分結果，依次對九位專家進行編號，分別為1號、2號、3號……9號。各位專家按照前文所述的對不停電配網施工評估系統的各參數進行評分，評分的范圍是0至8分，經過對九位專家的評估分數整理后得到表2。

表2 專家對不停電配網作業風險評估分數匯總

Q21 Q22 Q23 Q31 Q32 Q33 3 4 1 4 3 3 2 5 3 5 4 4 4 6 5 6 7 5 5 7 4 2 8 6 4 6 6 4 3 7 5 5 7 6 5 6 8 8 5 3 7 3 7 3 7 7 7 4 3 4 3 8 8 5

2.1 評估準確性

各位專家評分在表4中一一列出，其中表格中的Qij參數已經通過矩陣一致性檢驗，代表的是配電網不停電作業風險中二級參數，通過灰類白化權函數進行計算得到權重參數，然后計算得到風險。將配電網不停電作業風險評估系統得到的運算結果與實際現場的風險值進行比較，同時利用傳統的配電網不停電風險評估的方法也得到一個結果，將三者繪制在同一圖形中得到結果如圖所示。

從圖2的對比結果中我們可以得到，論文提出的采用層次灰色評價配電網不停電作業風險的結果與實際風險結果類似，表明論文提出的配電網不停電風險評估方法是有效的能夠合理地對不停電作業風險進行評估。而傳統的作業風險評估方法評估的風險結果與實際值偏差較大，從圖2中可以看到，傳統的風險評估結果較低，不足以代表實際風險評估值。

圖2 兩種方法評估不停電配電網作業風險結果

2.2 作業風險評估時間

除了對比論文提出風險評估方法與傳統的評估方法準確性以外，仍需要進一步分析評估的時間，即評估效率，作業風險評估效率越高則表明不停電作業風險評估方法越好。評估的結果如圖3所示。從圖中可以看到，論文提出的配電網不停電作業風向評估方法所用時間范圍在0s至0.2s之間，而傳統的配電網不停電風險評估方法所用的時間是0.6s至0.8s之間，通過比較二者可發現論文提出的不停電作業風險評估的方法所使用時間要遠小于傳統的方法。

圖3 提出的評估方法與傳統風險評估方法所用時間對比

3 結束語

配電網不停電作業能夠有效的提高居民用戶的供電可靠性，但施工作業風險隱患較大，因此開展不停電作業風險評估具有重要意義。常規的配網不停電作業風險評估具有評估準確性低、評估時間長的劣勢，難以滿足實際不停電施工作業要求。基于此，論文提出一種采用層次灰度評價法來評估不停電配網作業風險，經過測試分析，測試結果表明論文提出的不停單作業風險評估方法無論是在評估準確性上還是在評估效率方面都要優于傳統的方法，能夠滿足實際工程需求。