一种多维度输电设备状态的评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多维度输电设备状态的评估方法。
【背景技术】
[0002] 输电设备的安全是电网安全、可靠、稳定运行的基础，对设备状态进行有效、准确 的评估、诊断和预测，不仅会直接影响到后续的风险评估及检修决策，而且提高供电可靠性 及电网运行智能化水平的重要途径。
[0003] 由于输电设备分布面积广、分部件众多、所受自然环境影响大等特点，输电设备的 状态评价面临着全面性和准确性的难题。要进行全面和准确的状态评估，需要融合设备状 态信息、电网运行信息及环境状态信息等多源异构信息，结合电力设备的历史、当前和未来 状态，通过一定的标准和智能评估方法得出状态评估结果。
[0004] 目前，国内外对输电设备的状态评价研宄主要体现在以下两个方面：1.基于输电 设备电气或机械方面参量的监测技术（如测量导线张力和倾角实现导线的覆冰监测，测量 绝缘子的盐密和泄漏电流实现绝缘子的污秽监测），通过一些宏观的基于单一或少量参量 的状态分析，如杆塔倾斜度、防盗等参量来评估杆塔状态，根据覆冰、风偏、舞动等来评估导 线状态。2.基于数学评价模型（如模糊数学模型、组合赋权模型、灰色综合评判模型等）， 根据额定使用年限、负荷情况、试验信息、环境温度等各个方面信息，综合评判设备状态。以 上两方面的研宄均无法科学把握输电设备整体的健康状况和状态发展趋势。
[0005] 在状态评价方法的现有技术方面，应用广泛的是累计扣分法。其计算过程是结合 设备历年的运行情况、例行试验、巡检、运行工况、在线监测等各类信息，描述设备各参量在 不同劣化程度下的扣分权重和扣分值，进而计算出设备整体的扣分值并参照分值表评价出 设备运行状态。目前在国家电网和南方电网的输电设备评价导则、行业标准等相关规范文 件中都使用累计扣分法作为首要评价方法，该方法的优点在于打破了只有合格和超标两 种状态，使设备状态分级更细，便于数字化管理，但是标准对于绝对，对状态量模糊性和不 确定性的考虑不足。
【发明内容】
[0006] 本发明从状态量得分、评价时段和评价区段等方面对输出线路进行多维度评估， 建立一种综合了状态、时间、空间这三个维度的输电设备状态评估方法。本发明首先建立了 具有多层架构的输电设备状态评价模型，确立了特殊评价时段和特殊线路区段。然后将累 计扣分法作为评价模型中各参量的基本评分方法，结合评价时段和评价区段给出各参量实 际权重和实际扣分值。最后根据参量得分值依次计算出输电设备各分部件、塔位段、整体的 得分值，并结合评价时段和评价区段这两个维度综合评判输电设备的整体状态。
[0007] 本发明所述的基于组合赋权的变权模糊输电设备状态评估方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤S1，建立了具有多层架构的输电设备状态评价模型，并确立状态评价参数体 系；
[0009] 步骤S2,描述了各参量的评价方法和扣分标准，定义了特殊评价时段和特殊线路 区段，结合评价时段和评价区段这两个维度确立了各参量实际权重和实际扣分值的计算方 法；
[0010] 步骤S3,根据参量得分值依次计算出输电设备各分部件、塔位段、整体的得分值， 并结合评价时段和评价区段这两个维度综合评判输电设备的整体状态。
[0011] 在上述输电设备状态评估方法中，所述步骤SI包括：
[0012] 基于输电设备状态评估全面性和可扩展性的原则，建立起如图1所示的具有多层 架构的状态评价模型。状态评价模型共分为输电设备部件、塔位段、整体线路三个评价层。 输电设备部件层将输电设备分为9个部件，各部件的评价参量如表1所示；塔位段层是由各 基塔位段的评价组成，相邻塔位段中各分部件的状态相互影响；整体线路层是指对整条输 电线路的评价，其结合了各分部件、塔位段的状态信息和评价时段、区段等多维度信息，最 终实现线路的综合评价。
[0013] 表1各分部件的状态评价参量
[0014]
【主权项】
1. 一种多维度输电设备状态的评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 步骤S1，建立具有多层架构的状态评价模型，确立状态评价参数体系； 步骤S2,定义特殊评价时段和特殊线路区段，结合评价时段和评价区段这两个维度确 立了各参量实际权重和实际扣分值； 步骤S3,根据参量的实际权重和实际扣分值依次计算出输电设备各分部件、塔位段、整 体的得分值，并结合评价时段和评价区段这两个维度综合评判输电设备的整体状态。
2. 根据权利要求1所述的输电设备状态的评估方法，其特征在于，所述步骤Sl中所述 的状态评价模型是由输电设备部件、塔位段和线路整体三个评价层次，以及设备评价时段 和设备空间位置两个维度信息构成； 所述的状态评价参数体系是由部件层和参量层组成，部件层分为基础、杆塔、导线、绝 缘子、金具、接地装置、附属设施、通道环境8个部件，参量层为每个部件对应的参量，共计 54个。
3. 根据权利要求1所述的输电设备状态的评估方法，其特征在于定义了特殊时段和特 殊区段，当线路的评价是处于特殊时段或特殊区段时，加大出现异常的状态量权重和扣分 值，所述步骤S2具体是： ① 通过对线路历年故障分布、外力、环境分布的统计分析，确立输电设备的特殊评价时 段和特殊线路区段； 所述的特殊评价时段是指雷击频发时段、山火频发时段、覆冰频发时段、台风频发时 段、鸟害频发时段、外力破坏频发时段； 所述的特殊评价区段是指雷击频发区段、山火频发区段、覆冰频发区段、台风频发区 段、鸟害频发区段、外力破坏频发区段； ② 根据国家及行业标准确定正常评价时段和正常评价区段下状态评价参数体系中的 各参量评价标准，设置特殊时段的系数因子和特殊区段的系数因子； ③ 计算特殊评价时段下的状态量权重及状态量基本扣分值，公式如下： 入2=a1*入1 式中=A1为正常评价时段下状态量权重，X2为特殊评价时段下状态量权重； K2= a ^K1 式中：K1正常时段下状态量基本扣分值，K2为特殊时段下状态量基本扣分值；a:为特殊时段的系数因子，其分布函数通过历年线路故障、缺陷每月发生次数的统计 得出，不同特殊时段对应不同的分布函数； ④ 计算特殊评价区段下的状态量权重及状态量基本扣分值，公式如下： 入3= a 2* A1 式中=A1正常时段下状态量权重，X3为特殊评价区段下状态量权重； K3=a 2? 式中：K1正常时段下状态量扣分值，K3为特殊评价区段下状态量扣分值；a2为特殊区段的系数因子，其分布函数由故障频发区域中故障点密度的统计分析得 出，不同特殊区段对应不同的分布函数； ⑤ 计算同时在特殊评价时段和特殊评价区段下的状态量权重及状态量基本扣分值，公 式如下： 入 =a氺入i 式中=A1为正常评价时段下状态量权重，X为特殊评价时段和特殊评价时段下状态量 权重； K= a ^K1 式中=K1正常时段下状态量基本扣分值，K为特殊评价时段和特殊评价区段下状态量基 本扣分值； 实际系数因子a=Qfa2tj
4.根据权利要求1所述的输电设备状态的评估方法，其特征在于，所述步骤S3包括： 运用多维度分析理论，结合线路整体得分、评价时段、评价区段这三个维度综合评判输 电设备的整体状态；正常情况下根据线路得分T和状态分值范围表给出线路整体状态等 级，当线路处于特殊时段或特殊区段时，考虑线路中出现劣化的状态量以及考虑相邻的出 现劣化现象的多基塔位段，并在必要时降低线路整体状态等级，具体表现在： a. 当线路总得分T表现为正常或注意状态且未出现表4中所列的状况，则该条线路整 体评价为正常状态； b. 当所有分部件得分为正常或注意状态，但出现表4中所列的状况之一，则该条线路 整体评价为异常状态。 c. 当任一线路有5基及以上塔位段得分为注意状态时，无论线路分部件得分和线路总 得分为多少，线路整体评价为注意状态。 d. 当任一线路有3基及以上塔位段得分为异常状态时，无论线路分部件得分和线路总 得分为多少，线路整体评价为异常状态。 e. 当任一线路有1基及以上塔位段得分为严重状态时，无论线路分部件得分和线路总 得分为多少，线路整体评价为严重状态。
【专利摘要】本发明首先建立了具有多层架构的输电设备状态评价模型，确立了特殊评价时段和特殊线路区段。然后将累计扣分法作为评价模型中各参量的基本评分方法，结合评价时段和评价区段给出各参量实际权重和实际扣分值。最后根据参量得分值依次计算出输电设备各分部件、塔位段、整体的得分值，并结合评价时段和评价区段这两个维度综合评判输电设备的整体状态。本发明融合了线路得分、时间、空间这三个维度的信息，状态评价方法具有全面性和可拓展性，最后的多维度评价结论接近输电设备真实的运行状态。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104732058
【申请号】CN201410747765
【发明人】严英杰, 刘亚东, 刘珂宏, 盛戈皞, 江秀臣
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月9日