架空輸電線路隱形故障預(yù)測及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)，具體涉及一種架空輸電線路隱形故障預(yù)測及處理方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)作為生產(chǎn)、輸送和供應(yīng)電力的龐大系統(tǒng)，與社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和人們的日常 生活密切相關(guān)，停電事故影響深遠(yuǎn)。傳統(tǒng)故障檢修一貫執(zhí)行的定期維修制度存在著很多不 合理性，不僅造成設(shè)備的不必要停電或者重復(fù)停電，也造成了許多人力、財(cái)力的浪費(fèi)，并嚴(yán) 重影響電力設(shè)施可靠性水平的提高。多次重復(fù)停電：比如停一次做變電工作（線路受累）、 再停一次做線路工作（變電設(shè)備受累），與一次停電將變電、線路設(shè)備工作全部做完，可靠 性計(jì)算指標(biāo)一樣，但前者明顯不合理，事實(shí)上該條線路或變電間隔受累時(shí)并不能馬上投入 運(yùn)行，在一個(gè)周期內(nèi)不可利用的時(shí)間翻倍，電網(wǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)也因此加大，而且本來可以結(jié)合 的工作只需一次停復(fù)役操作，現(xiàn)在需要兩次停復(fù)役操作，加大了變電運(yùn)行、調(diào)度工作人員的 工作量，增大了安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，電力系統(tǒng)未出現(xiàn)故障，對隱形故障進(jìn)行預(yù)測及處理，避免停 電修復(fù)電網(wǎng)具有重要意義。
[0003] 目前，電力系統(tǒng)隱形故障預(yù)測與處理的方法有基于優(yōu)化技術(shù)的方法、人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)、粗糙集理論等，這些方法從不同的途徑去探索隱形故障問題。由于架空輸電線路運(yùn)行中 呈現(xiàn)多種運(yùn)行狀態(tài)，具有較大的隨機(jī)性和不確定性，多數(shù)傳統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估方法難以描述具有 多態(tài)性的事件，把狀態(tài)評(píng)估僅分為正常和故障兩種分析；在評(píng)估效率、評(píng)估精度及評(píng)估規(guī)模 方面，各種傳統(tǒng)評(píng)估算法差異較大。對于輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估過程，傳統(tǒng)方法只能確性 地給出各負(fù)荷點(diǎn)的薄弱環(huán)節(jié)，但是，一般都不能給出各個(gè)元件或某個(gè)原件在整個(gè)系統(tǒng)可靠 性中所占的地位，并且計(jì)算模型復(fù)雜、計(jì)算工作量隨系統(tǒng)規(guī)模成指數(shù)關(guān)系增加，不能快速找 到造成隱形故障的原件，及時(shí)處理隱形故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對以上不足，本發(fā)明提供一種架空輸電線路隱形故障預(yù)測及處理方法，通過基 于小世界網(wǎng)絡(luò)層和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的混合推薦網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明以架空輸電線路為對象，構(gòu)建輸電 線路運(yùn)行狀況的小世界網(wǎng)絡(luò)與貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的混合推薦網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型，利用小世界網(wǎng)絡(luò)的高 聚類性與貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的雙向推理技術(shù)，對架空輸電線路隱形故障進(jìn)行有效、精確的預(yù)測，當(dāng) 存在隱形故障是能夠及時(shí)準(zhǔn)確找出故障處理方法，切實(shí)保障輸電線路的健康預(yù)警。
[0005] 本發(fā)明涉及一種架空輸電線路隱形故障預(yù)測及處理方法，架空輸電線路包括基礎(chǔ) 及防護(hù)設(shè)施、塔桿、導(dǎo)地線、絕緣子串、金具、防雷設(shè)施及接地裝置、線路防護(hù)區(qū)、同道環(huán)境8 個(gè)單元。
[0006] 所述小世界網(wǎng)絡(luò)層是有若干個(gè)小世界網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)成，小世界網(wǎng)絡(luò)模型是一類具有 較短的平均路徑長度，并具有較高聚類系數(shù)的網(wǎng)絡(luò)的總稱，本發(fā)明所建立的小世界網(wǎng)絡(luò)以 輸電線路的單元為節(jié)點(diǎn)，單元間有相互依賴關(guān)系相連，根據(jù)單元間相互連接關(guān)系建立一個(gè) 大社區(qū)，利用模塊優(yōu)化方法將大社區(qū)劃分成小集團(tuán)，該小集團(tuán)就形成了小世界網(wǎng)絡(luò)，該小世 界網(wǎng)絡(luò)反映輸電線路的單元之間的連接關(guān)系。
[0007] 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)又稱信念網(wǎng)絡(luò)或是有向無環(huán)圖模型，是一種概率圖型模型，是一種條 件概率表集合，有向無環(huán)圖中每一節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)隨機(jī)變量，可以是直接觀測變量或隱藏變 量，而有向表示隨機(jī)變量間的條件依賴，條件概率表中的每個(gè)元素對應(yīng)有向無環(huán)圖中唯一 的節(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)此節(jié)點(diǎn)對其直接前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合條件概率。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)極為重要的性 質(zhì)，就是我們斷言每個(gè)節(jié)點(diǎn)在其直接前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的值制定后，這個(gè)節(jié)點(diǎn)條件獨(dú)立于所有非直 接前驅(qū)前輩節(jié)點(diǎn)。
[0008] 上述所述的架空輸電線路對應(yīng)的8個(gè)單元分別對應(yīng)不同的狀態(tài)變量，根據(jù)8個(gè)單 元對應(yīng)各狀態(tài)量的劣化嚴(yán)重程度的輕重，從輕到重依次分為I、II、III、IV四級(jí)，架空輸電線 路包括的8個(gè)單元對應(yīng)的各種狀態(tài)量的劣化嚴(yán)重程度的輕重等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)：
[0009] 1)基礎(chǔ)單元包括：外觀情況、地質(zhì)狀況與防護(hù)設(shè)置情況三個(gè)狀態(tài)量。
[0010] I 級(jí)
[0011] (1)外觀情況：基礎(chǔ)無風(fēng)化、腐蝕、裂紋、破損、燒傷，金屬部分無銹蝕，金屬無斷 裂、變形，基礎(chǔ)本體無位移、扭轉(zhuǎn)、上拔、沉降，基礎(chǔ)立桿外漏、混凝土電桿底盤、拉盤深埋及 卡盤位置符合設(shè)計(jì)要求；
[0012] ⑵地質(zhì)情況：地質(zhì)狀況穩(wěn)定，無塌方、滑坡、沖刷現(xiàn)象；
[0013] (3)防護(hù)設(shè)施情況：回填土完好、護(hù)坡、擋土墻、排水溝等設(shè)施狀況良好、穩(wěn)定。
[0014] II 級(jí)
[0015] (1)外觀情況：基礎(chǔ)輕微風(fēng)化、腐蝕、裂紋、破損、燒傷，金屬部分輕微銹蝕，金屬基 礎(chǔ)無斷裂、變形，基礎(chǔ)本體無位移、扭轉(zhuǎn)、有輕微上拔或沉降，基礎(chǔ)立桿外漏接近或達(dá)到設(shè)計(jì) 要求、混凝土電桿底盤、拉盤深埋及卡盤位置基本符合設(shè)計(jì)要求；
[0016] (2)地質(zhì)情況：地質(zhì)狀況穩(wěn)定，無塌方、滑坡、有沖刷現(xiàn)象
[0017] (3)防護(hù)設(shè)施情況：回填土完好、護(hù)坡、擋土墻、排水溝等設(shè)施狀況基本穩(wěn)定，有逐 步摔壞的趨勢。
[0018] III 級(jí)
[0019] (1)外觀情況：基礎(chǔ)風(fēng)化、腐蝕、裂紋、破損、燒傷，金屬部分銹蝕，金屬基礎(chǔ)無斷 裂，有局部變形，基礎(chǔ)本體輕微位移、扭轉(zhuǎn)，有上拔或沉降，基礎(chǔ)立桿外漏超出設(shè)計(jì)要求值、 混凝土電桿底盤、拉盤深埋及卡盤位置與設(shè)計(jì)發(fā)生嚴(yán)重偏差；
[0020] (2)地質(zhì)情況：地質(zhì)狀況極不穩(wěn)定，有塌方、滑坡、沖刷現(xiàn)象；
[0021] (3)防護(hù)設(shè)施情況：回填土不完整、護(hù)坡、擋土墻、排水溝等設(shè)施嚴(yán)重?fù)p壞。
[0022] IV 級(jí)
[0023] (1)外觀情況：基礎(chǔ)嚴(yán)重風(fēng)化、腐蝕、裂紋、破損、燒傷，金屬基礎(chǔ)斷裂、變形，基礎(chǔ) 本體位移、扭轉(zhuǎn)、嚴(yán)重上拔或沉降，基礎(chǔ)立桿外漏超過設(shè)計(jì)要求值、混凝土電桿底盤、拉盤深 埋及卡盤位置與設(shè)計(jì)發(fā)生嚴(yán)重誤差；
[0024] (2)地質(zhì)情況：地質(zhì)狀況不穩(wěn)定，有塌方、滑坡、沖刷現(xiàn)象；
[0025] (3)防護(hù)設(shè)施情況：回填土不完整、護(hù)坡、擋土墻、排水溝等設(shè)施嚴(yán)重?fù)p壞。
[0026] 2)桿塔單元評(píng)價(jià)包括：塔桿傾斜、塔桿橫擔(dān)歪斜、塔桿鐵件表面情況、主材相鄰節(jié) 點(diǎn)情況、鋼筋混凝土情況、拉線裝置六個(gè)狀態(tài)量；
[0027] I 級(jí)
[0028] (1)塔桿傾斜（包括擾度）小于3%〇 ;
[0029] (2)塔桿橫擔(dān)歪斜：110kV及以下線路小于5%a、220kV線路小于3. 5%a、500kV小于 2%〇 ；
[0030] (3)塔桿鐵件表面鋅層完好、無脫落、無銹漬、鐵塔結(jié)構(gòu)完好，主材無變形、斷裂現(xiàn) 象
[0031] (4)主材相鄰節(jié)點(diǎn)彎曲度不超過1/750,塔材各部分連接牢固、齊全；
[0032] (5)鋼筋混凝土電桿無保護(hù)層腐蝕脫落、鋼筋外露；
[0033] (6)拉線裝置完善、無松動(dòng)、送股、斷股、銹蝕現(xiàn)象，拉線基礎(chǔ)無下沉、塌方、缺土現(xiàn) 象。
[0034] II 級(jí)
[0035] (1)塔桿傾斜（包括擾度）大于3%。，小于8%。；
[0036] (2)塔桿橫擔(dān)歪斜：110kV及以下線路大于5%。，小于8%。、2201^線路大于3. 5%〇， 小于8%a、500kV大于2%。，小于8%。；
[0037] (3)塔桿鐵件表面鋅層脫落、無銹漬、鐵塔結(jié)構(gòu)完好，主材無變形、斷裂現(xiàn)象；
[0038] (4)主材相鄰節(jié)點(diǎn)彎曲度接近或到達(dá)1/750,塔材各部件齊全，有少量主要部件松 動(dòng)；
[0039] (5)鋼筋混凝土電桿小于1%，保護(hù)層有輕微腐蝕，但無脫落、鋼筋外露；
[0040] (6)拉線裝置完善、無松動(dòng)、送股、斷股、有輕微銹蝕現(xiàn)象，拉線基礎(chǔ)無塌方，有輕微 下沉、缺土現(xiàn)象。
[0041] III 級(jí)
[0042] (1)塔桿傾斜（包括擾度）大于1%，小于1.5% ;
[0043] (2)塔桿橫擔(dān)歪斜大于8%。，小于1 % ;
[0044] (3)塔桿鐵件表面鋅層脫落，并出現(xiàn)銹漬，鐵塔結(jié)構(gòu)完好，主材無變形、斷裂現(xiàn)象；
[0045] (4)主材相鄰節(jié)點(diǎn)彎曲度超過1/750,但小于0. 2%，塔材部件有少量遺失或有較 多非主要構(gòu)件松動(dòng)，但短期內(nèi)不影響整個(gè)基鐵塔的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有少量主要部件松動(dòng)；
[0046] (5)鋼筋混凝土電桿大于1%，小于1. 5%，保護(hù)層有腐蝕，輕微脫落，但無鋼筋外 露；
[0047] (6)拉線裝置不完善、有松動(dòng)、送股、斷股等現(xiàn)象，拉線和拉線棒銹蝕后直徑減少小 于2mm，拉線基礎(chǔ)無塌方，有輕微下沉或缺土現(xiàn)象。
[0048] IV級(jí)
[0049] (1)塔桿傾斜（包括擾度）大于1. 5% ;
[0050] (2)塔桿橫擔(dān)歪斜大于1% ;
[0051] (3)塔桿鐵件表面鋅層脫落并出現(xiàn)麻坑，鐵塔主材有變形、斷裂現(xiàn)象；
[0052] (4)主材相鄰節(jié)點(diǎn)彎曲度超過0. 2%，塔材部件有大量遺失或有較多非主要構(gòu)件 松動(dòng)，影響整個(gè)基鐵塔的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；
[0053] (5)鋼筋混凝土電桿大于1. 5%，保護(hù)層有嚴(yán)重腐蝕，輕微脫落鋼筋外露等現(xiàn)象；
[0054] (6)拉線裝置不完善、有松動(dòng)、送股、斷股等現(xiàn)象，拉線和拉線棒銹蝕后直徑減少大 于2mm，拉線基礎(chǔ)有塌方或嚴(yán)重下沉下沉或缺土現(xiàn)象。
[0055] 3)導(dǎo)地線單元包括：導(dǎo)地線損傷情況、導(dǎo)地線弧垂偏差、導(dǎo)地線相間弧垂偏差、同 相子導(dǎo)地線間弧垂偏差、導(dǎo)地線對地距離與交叉跨越距離情況、導(dǎo)地線連接器情況與導(dǎo)地 線銹蝕及疲勞情況七個(gè)狀態(tài)量。
[0056] I 級(jí)
[0057] (1)導(dǎo)地線損傷情況：無損傷；
[0058] (2)導(dǎo)地線弧垂偏差：35~IlOkV線路小于+5%，-2. 5%，220kV及以上線路小于 ± 2. 5 %，大跨越線路小于± 1 % ;
[0059] (3)導(dǎo)地線相間弧垂偏差：35~IlOkV線路小于200mm，220kV及以上線路小于 300mm，