一種輸電線(xiàn)路自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于輸電線(xiàn)路風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警技術(shù)，尤其涉及一種輸電線(xiàn)路自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 架空輸電線(xiàn)路是電網(wǎng)的重要組成部分，作為電能傳輸載體，長(zhǎng)期暴露野外，它的安 全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況，隨著近年來(lái)電網(wǎng)架構(gòu)和建設(shè)越來(lái)越密，電力系 統(tǒng)谷量逐年增大，雷電災(zāi)害、覆冰災(zāi)害、山火災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、大風(fēng)災(zāi)害等自然災(zāi)害嚴(yán)重影響 電網(wǎng)安全，現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)這些自然災(zāi)害的研宄工作主要集中在監(jiān)測(cè)技術(shù)創(chuàng)新、在線(xiàn)裝置研 制和事后統(tǒng)計(jì)分析上，輸電線(xiàn)路運(yùn)維人員的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略分兩方面，一為根據(jù)歷史故 障和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)人為劃定災(zāi)害高發(fā)區(qū)域，進(jìn)行長(zhǎng)期巡視和計(jì)劃?rùn)z修，造成過(guò)巡視和欠巡視；另 一方面是安裝監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)視和告警，但受制于電源、通信和工作環(huán)境的限制， 應(yīng)用效果不佳。同時(shí)，現(xiàn)行策略還存在兩方面的問(wèn)題，一為僅利用實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)，未考慮自 然災(zāi)害與氣象預(yù)報(bào)關(guān)系；另一方面數(shù)據(jù)協(xié)同分析不夠，策略的生成多根據(jù)少量致災(zāi)因子狀 態(tài)，造成風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果片面、決策混亂，預(yù)警效果大打折扣。基于以上原因，亟需科學(xué)的分析 方法，結(jié)合輸電線(xiàn)路歷史故障記錄、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和氣象預(yù)報(bào)信息，分析災(zāi)害發(fā)生因子，確 定線(xiàn)路本體整體風(fēng)險(xiǎn)程度，并加以預(yù)警。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種輸電線(xiàn)路自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法，以解決現(xiàn) 有技術(shù)中對(duì)輸電線(xiàn)路自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面只利用實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)，未考慮自然災(zāi)害與氣象 預(yù)報(bào)關(guān)系和數(shù)據(jù)協(xié)同分析不夠，策略的生成只根據(jù)少量致災(zāi)因子狀態(tài)，造成風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果 片面、決策混亂，預(yù)警效果差等問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)方案： 一種輸電線(xiàn)路自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法，它包括下述步驟： 步驟1、建立風(fēng)險(xiǎn)因子層次結(jié)構(gòu)：將影響雷電災(zāi)害、覆冰災(zāi)害、山火災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害和大 風(fēng)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)因子根據(jù)層次分析法分別劃分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層； 步驟2、構(gòu)建判斷矩陣：根據(jù)目標(biāo)層與準(zhǔn)則層、準(zhǔn)則層與指標(biāo)層中的風(fēng)險(xiǎn)因子之間的父 子關(guān)系，對(duì)同一父風(fēng)險(xiǎn)因子的所有子風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行兩兩比較，按照相對(duì)重要度，構(gòu)建判斷矩 陣，在目標(biāo)層與準(zhǔn)則層風(fēng)險(xiǎn)因子之間和準(zhǔn)則層與指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子之間分別構(gòu)建判斷矩陣； 步驟3、計(jì)算子風(fēng)險(xiǎn)因子相對(duì)父風(fēng)險(xiǎn)因子的權(quán)值及子風(fēng)險(xiǎn)因子之間的相對(duì)權(quán)值； 步驟4、對(duì)目標(biāo)層與準(zhǔn)則層風(fēng)險(xiǎn)因子之間及準(zhǔn)則層與指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子之間建立的判斷 矩陣進(jìn)行可行性判斷，檢驗(yàn)判斷矩陣的可行性； 步驟5、利用目標(biāo)層與準(zhǔn)則層之間，準(zhǔn)則層與指標(biāo)層之間的子風(fēng)險(xiǎn)因子相對(duì)父風(fēng)險(xiǎn)因子 權(quán)值及子風(fēng)險(xiǎn)因子之間的相對(duì)權(quán)值，計(jì)算目標(biāo)層與指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子的整體權(quán)值； 步驟6、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估總扣分：以目標(biāo)桿塔為評(píng)估對(duì)象，根據(jù)指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子扣分表， 得到指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子的實(shí)際扣分值，并通過(guò)評(píng)估總扣分計(jì)算公式得到災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估總扣分 值； 步驟7、根據(jù)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估總扣分值將自然災(zāi)害進(jìn)行劃分等級(jí)進(jìn)行預(yù)警。
[0005] 步驟2所述的判斷矩陣表達(dá)式如下：
式中：i、j為子風(fēng)險(xiǎn)因子；x為i、j子風(fēng)險(xiǎn)因子的父風(fēng)險(xiǎn)因子；n為子風(fēng)險(xiǎn)因子個(gè)數(shù)； 為i因子相對(duì)j因子的相對(duì)重要度；T、,為判斷矩陣； II 步驟3所述的各￥問(wèn)隱日如"Vra隱
畝管? 式中：i、J為子風(fēng)險(xiǎn)因子；X為i、j子風(fēng)險(xiǎn)因子的父風(fēng)險(xiǎn)因子，n為子風(fēng)險(xiǎn)因子個(gè)數(shù)；~ 為i子風(fēng)險(xiǎn)因子相對(duì)j子風(fēng)險(xiǎn)因子的相對(duì)重要度；Wjj為i子風(fēng)險(xiǎn)因子相對(duì)父風(fēng)險(xiǎn)因子x的 權(quán)值；各子風(fēng)險(xiǎn)因羊々丨句和對(duì)切估彳+晳/A才先
? 式中：wK為i子風(fēng)險(xiǎn)因子相對(duì)父風(fēng)險(xiǎn)因子x的權(quán)值；WjS為為j子風(fēng)險(xiǎn)因子相對(duì)父風(fēng) 險(xiǎn)因子X(jué)的權(quán)值；Wy為i子風(fēng)險(xiǎn)因子相對(duì)j子風(fēng)險(xiǎn)因子的權(quán)值。 步驟4所述的檢驗(yàn)判斷矩陣的可行性的方法為，通過(guò)公式
(4)計(jì)算可行性比值，式中： i、j為子風(fēng)險(xiǎn)因子；n為子風(fēng)險(xiǎn)因子個(gè)數(shù)；為i子風(fēng)險(xiǎn)因子相對(duì)j子風(fēng)險(xiǎn)因子的相對(duì)重 要度；為i子風(fēng)險(xiǎn)因子相對(duì)j子風(fēng)險(xiǎn)因子的權(quán)值；Z為可行性比值，Z矣0.1則判斷矩陣 滿(mǎn)足可行性要求。
[0006] 步驟5所述的目標(biāo)層與指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子的整體權(quán)值計(jì)算公式為：
式中：M，為準(zhǔn)則層風(fēng)險(xiǎn)因子y相對(duì)其目標(biāo) 層父風(fēng)險(xiǎn)因子X(jué)的權(quán)值；W￡y為指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子i相對(duì)其準(zhǔn)則層父風(fēng)險(xiǎn)因子y的權(quán)值； 為指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子i相對(duì)目標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子X(jué)的整體權(quán)值。 步驟6所述的評(píng)估總扣分計(jì)算公式為
(6) 式中：i為指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子；n為指標(biāo)層總風(fēng)險(xiǎn)因子數(shù)；為i風(fēng)險(xiǎn)因子相對(duì)X風(fēng)險(xiǎn)因 子的權(quán)值；A為i風(fēng)險(xiǎn)因子實(shí)際扣分值；S為災(zāi)害評(píng)估總扣分。 步驟7所述的自然災(zāi)害劃分等級(jí)的方法為：評(píng)估總扣分Y< 0. 40為正常，評(píng)估總扣分 0.d<Y<0.60為注意，評(píng)估總扣分a6CXY<a80為異常，評(píng)估總扣分Y彡a80為 嚴(yán)重。 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明采用層次分析法，對(duì)長(zhǎng)期為輸電線(xiàn)路詬病的5類(lèi)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供一整套 解決方案，本發(fā)明綜合考慮影響災(zāi)害的各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子，尋找共性條件，融合歷史、實(shí)時(shí)、未來(lái) 預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，明確層次結(jié)構(gòu)，解決以往防災(zāi)減災(zāi)信息盲目性；依靠專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)各因子關(guān)系進(jìn)行 科學(xué)比較，根據(jù)評(píng)估電網(wǎng)的不同，對(duì)相關(guān)關(guān)系進(jìn)行修正，滿(mǎn)足科學(xué)性和健壯性；分析各風(fēng)險(xiǎn) 因子災(zāi)害的影響程度，明確運(yùn)維部門(mén)重點(diǎn)關(guān)注目標(biāo)，最后，對(duì)具體桿塔進(jìn)行評(píng)估，得到災(zāi)害 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，提供詳細(xì)分析報(bào)告，本發(fā)明解決了電網(wǎng)對(duì)雷電、覆冰、山火、地質(zhì)、大風(fēng)5類(lèi)自然 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域關(guān)聯(lián)因子多，數(shù)據(jù)量大，分析困難、災(zāi)害評(píng)估盲目的問(wèn)題，填補(bǔ)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 領(lǐng)域的空白，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)輸電線(xiàn)路自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面只利用實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)， 未考慮自然災(zāi)害與氣象預(yù)報(bào)關(guān)系和數(shù)據(jù)協(xié)同分析不夠，策略的生成只根據(jù)少量致災(zāi)因子狀 態(tài)，造成風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果片面、決策混亂，預(yù)警效果差等問(wèn)題。
[0007]
【附圖說(shuō)明】： 圖1為本發(fā)明預(yù)警處理流程圖； 圖2為雷電自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因子層次圖； 圖3為覆冰自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因子層次圖； 圖4為山火自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因子層次圖； 圖5為地質(zhì)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因子層次圖； 圖6為大風(fēng)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因子層次圖。
[0008]
【具體實(shí)施方式】： 下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步細(xì)化說(shuō)明： 步驟1、建立風(fēng)險(xiǎn)因子層次結(jié)構(gòu)：將影響雷電災(zāi)害、覆冰災(zāi)害、山火災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害和大 風(fēng)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)因子根據(jù)層次分析法分別劃分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層，中目標(biāo)層與準(zhǔn)則 層、準(zhǔn)則層與指標(biāo)層中的因子均為父子關(guān)系。
[0009] 雷電自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因子層次圖如圖2所示：其中，目標(biāo)層為目標(biāo)桿塔雷電自然災(zāi) 害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估A，劃分三個(gè)指標(biāo)層風(fēng)險(xiǎn)因子，分別為故障隱患方面B1、運(yùn)維特征方面B2、氣象 變化方面B3。
[0010] 其中，故障隱患方面B1為桿塔歷史故障記錄方面表現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因子，包括目標(biāo)桿塔 故障C1、區(qū)段故障C2。運(yùn)維特征方面B2為桿塔在運(yùn)行維護(hù)方面表現(xiàn)的與雷電災(zāi)害強(qiáng)烈關(guān) 聯(lián)風(fēng)險(xiǎn)因子，包括海拔C3、地形C4、地貌C5、微波塔影響區(qū)C6、防雷裝置情況C7、改造后故 障C8、跨越水域C9、保護(hù)角C10、絕緣子材質(zhì)損耗C11、檔距C12、接地電阻C13、同通道線(xiàn)路 C14。氣象變化方面B3為桿塔所在位置的氣象方面與雷電災(zāi)害強(qiáng)烈相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因子，包括地 閃密度C15、雷雨預(yù)報(bào)C16、降雨量C17、風(fēng)速C18、氣壓C19。
[0011]其中，各風(fēng)險(xiǎn)因子含義為：目標(biāo)桿塔故障C1為本基桿塔歷史雷電災(zāi)害次數(shù)、區(qū)段 故障C2為前后各三基桿塔歷史雷電災(zāi)害次數(shù)、海拔C3為本基桿塔海拔與線(xiàn)路平均海拔比 較、地形C4為本基桿塔所處地理類(lèi)型、地貌C5為本基桿塔所處地貌類(lèi)型、微波塔影響區(qū)C6 為本基桿塔與附近微波塔距離、防雷裝置情況C7為本基桿塔是否安裝防雷裝置、改造后故 障C8為本基桿塔雷擊故障改造后是否繼續(xù)發(fā)生故障、跨越水域C9為本基桿塔與河流水庫(kù) 跨越情況、保護(hù)角C10為本基