输电线路在线监测可靠性的评价方法

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【摘 要】随着全球极端风雪天气的出现，输电线路的安全运行被严重地威胁着。因此加强输电线路的安全建设及运营的监测有着重大意义，而输电状态检测和检修主要依靠在线监测来完成的。作为智能电网关键技术之一的在线监测技术，也正是目前国家智能电网建设的重要研究方向。对于输电线路的在线监测可靠性的评价，也是要采取合理科学的方法的，笔者根据多年经验，结合环境、监测装置本体、管理等方面，建立其一套可靠性多级综合评价模型。

【关键词】输电线路；在线监测；可靠性；评价方法

0 引言

输电线路的智能化，明显有助于提高输电线路的效率，降低成本；实现对输电线路运行状态的状态评估、风险预警等。但与我国发展较快的特高压输电技术相比，由于其发展时间较短、运行条件恶劣等，输电线路的在线监测技术则明显不成熟，其可靠性还不高。因此，我们在不断提高装置实用性及可靠性的同时，对于输电线路在线监测可靠性的评价也是十分有必要的。

1 输电线路综合监测评价系统及方法

1.1 综合监测评价系统

安装在现场的数据采集终端和控制中心的监控主站，可对输电线路的杆塔、导线、绝缘子等设备进行全方位的实时监控，并且可以根据需要灵活配置导线垂弧、导线温度、绝缘子污秽等在线监测，以及危险线路点实时视频监控、线路故障检测及报警等功能的全方位输电线路在线监测评估系统。为输电线路的状态检测最好及时的统计及预报，维持线路的长久正常工作。

1.2 综合监测评价方法

输电线路在线监测可控性进行评价时，会有多种因素影响到，对于这种由多因素影响的事物，就应该做出一个科学合理的评价，不能采用单一的专家评判方法。在输电线路在线监测评价中，我们采用多层次模糊综合评判法。利用逐层的定量定型分析方法，对各层次的因素进行比较，从而对输电线路进行比较全面科学的评价。按照从底层到高层的逐步顺序对各个阶层进行综合评价，上一层的综合评价是在下一层评价结果这一基础上得来的。多层次模糊综合评价的基本步骤如下：

（1）建立因素集U。根据报价的要求，在建立因素集U时，学会忽略次要因素，选取能反应评价对象的主要因素，从而抓住要害。

（2）建立评语集V。所谓评语集就是可能出现的评价结果的集合。

（3）建立权重集W。各个评价对象所占权重大小的结合就是权重集。

（4）得到单因素综合评价矩阵R。

简单三层综合评价模型的建立举例如下：

图1 三层综合评价模型

因素集U={u1，u2，...，un}；评语集V={v1，v2，...，vn}；权重集A={a1，a2，...，an}；评判矩阵R是{U×V}的模糊子集，反应因素集U和评语集V之间的隶属度。

多集评判中存在高低层次之分，U和A均属高层次，而Ui={ui1，ui2，...，uin}和Ai={ai1，ai2，...，ain}则分别属于低层次。

高层次的评价矩阵R有

R=B1B2：Bn=（1）

最终评价结果为B=A^。（2）

2 建立输电线路运行可靠性预测模型

2.1 简介

根据一组输电线路的检修记录以及污区参数，得出线路正常运行时间大于n天仍能可靠运行的概率值预测，即线路正常运行时间与环境参数的关系。通过以线路上次检修结束至下次检修开始所用时为正常用时间，正常运行实践大于n天的记录为Kn，运行时间与故障时间的总和为T来预测样本。则总的正常运行时间占全部时间的百分比即为实用的线路可靠性。这种基于概率统计的运行评价法，是通过科学的计算方法对输电线进行可靠的预测。我们也可以将综合监测系统的方法与之结合起来，可以利用前者来验证电路的可靠性模型，修正一些预测的参数，也可以利用后者，提前预测。

2.2 输电线路在线监测可靠性评价结构

2.2.1 环境方面

环境因素主要是指环境中的温度、湿度、电磁干扰这三个因素。输电线路装置往往在人类无法到达的环境下，经历这风吹日晒、昼夜温差、寒风暴雪等恶劣天气及地区，经过日积月累，很容易造成装置某些元器件不可修复的损伤。在所有影响因素中，环境因素是对输电线路在线监测影响比较大的一个。

表2 10.1-0.9标度

2.2.2 输电线路监测装置本身方面

目前我国主要采用蓄电池与太阳能互相合作的方式供电，装置的通讯方式一般采取普通通信，这一供电方式存在 一定的缺陷。另外，主站所用软件及传感器的灵敏等也会对装置本身有一定的影响。监测装置本身的问题是影响在线监测可靠性的最主要因素。

2.2.3 检测人员及在线监测管理方面

定期检测人员与状态检测人员，必须要经过在线监测技能的系统学习与培训，以达到能够熟练掌握全面的状态信息。检测人员还要具有较强的心理素质及身体素质。这都决定了在线监测可靠性。另外，在线监测要严格服从电力生产管理的规章制度，相关部门也应该及时了解详情制作出更加合理科学实用的规章制度出来。

2.3 评判矩阵R的确定

比较本层次与上一层次有关联因素之间的重要性，从而来确定上一层次因素之间的判断矩阵R。

假设上一层次为元素A，Rij表示Ui和Uj同A比较时，Ui比Uj具有模糊关系“比……重要得多”的隶属度。Rij标度数值采用0.1？0.9标度。

R=（Rij）m×n =（3）

2.4 各因素权重A的确定

下式中a是人们用来度量自身所感知的差异程度，可由差异化程度和评价数量来调整。

有rij=0.5+a（Ai-Aj），i，j=1，2，...（4）

所以A={A1，A2，...}（5）

3 评价方法具体步骤

第一步，将输电线路在线监测评价体系划分以下三层：目标层、准则层和指标层。

第二步，利用层次分析法，计算出各个层的权重以及划分评语等级。

第三步，根据各个指标总数与各个等级的数量倒数比值，计算出隶属度，这是指标层各等级的隶属度。

第四步，根据各准则层所包含的指标层数，按环境因素、监测装置本体因素、人员管理因素整理成隶属度矩阵。

第五步，根据已经建立好的评价模型，利用以下公式计算出准则层隶属度。

准则层隶属度=指标层权重×指标层隶属度

第六步，根据以下公式计算出目标层隶属度。

目标层隶属度=准则层隶属度×准则层权重

第七步，最终得到评价结果。根据最大隶属度原则，目标层隶属度的四个值中最大的值即为该评价体系所处状态。

4 结语

输电线路在线监测可靠性的评价对于保证输电线路长久的正常工作具有非比寻常的意义。综合考虑多种影响因素，采用科学合理的方法，将输电线路在线监测做到更好更先进的水平。综合监测输电线路导线、绝缘子等的运行状态，以达到对其状态的分析、评价作出有利的技术保障。

【参考文献】

[1]赵增华，石高涛，韩双立，舒炎泰，周文涛，陈建民.基于无线传感器网络的高压输电线在线监测系统[J].电力系统自动化，2009（10）.

[2]王国胜，梁瑞玲，舒应军.输电线路在线监测可靠性评价方法[J].电瓷避雷器，2013（08）.