本发明属于电力系统监测与防护技术领域，具体涉及一种输电线路鸟害风险等级评估方法。
背景技术：
随着国民经济的增长，人们对自然环境的保护意识也日益增强，鸟类的繁衍生存环境也得到了很大的提升，而随着鸟类数量的增多，活动范围日益增广，输电线路因鸟害导致的故障也逐渐增多。有关统计显示，鸟害故障占输电线路总故障的15％左右，部分地区甚至高达25％～30％。现阶段，输电线路鸟害评估仅根据运行经验和故障跳闸巡线情况总结，输电线路鸟害等级无法以科学的手段进行评估，部分评估方法仅侧重于输电线路所处环境、季节等单一因素，造成评估误差较大，无法为线路采取防鸟措施作出有效判定，没有一种专业系统全面化的评估管理手段对输电线路鸟害风险等级进行测评。
现阶段，输电线路分布式故障诊断系统和输电线路视频在线监测装置已逐步得到广泛运用，从而使结合输电线路分布式故障诊断系统诊断鸟害故障次数和输电线路视频在线监测装置监测到鸟类停留或栖息于杆塔的次数用于综合评估鸟害风险等级成为可能。
技术实现要素：
本发明的要解决的技术问题在于提供一种将输电线路模型化，并且结合地形地貌、塔型、季节等客观因素的输电线路鸟害风险等级评估方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种输电线路鸟害风险等级评估方法，该方法包括以下步骤：
(1)建立单基杆塔鸟害风险等级评估指标层级结构：一级风险因素指标包括：鸟害故障次数、鸟害停留次数、地形地貌、季节、杆塔特征；二级风险因素指标包括：隶属于地形地貌的河流、森林、农田、平原、其他因素；隶属于季节的第一季度、第二季度、第三季度、第四季度；隶属于杆塔特征的杆塔结构、导线排列方式、绝缘子类型；三级风险因素指标包括：隶属于杆塔结构的直线型、耐张型；隶属于导线排列方式的水平排列方式、三角形排列方式、垂直排列方式；隶属于绝缘子类型的垂直直线型、V型；
(2)确立各层级结构风险因素指标权重；
(3)计算单基杆塔鸟害跳闸概率，划分单基杆塔鸟害风险等级；
(4)将输电线路分段，根据各区段单基杆塔鸟害风险等级结果，划分输电线路区段鸟害风险等级。
更进一步，该评估方法还包括以下步骤：采用不同颜色表示各输电线路区段的风险等级的高低，并绘制输电线路鸟害风险等级区段图。
更进一步，所述步骤(2)中确立待评估输电线路鸟害故障次数、鸟害停留次数风险因素指标权重的计算方法为：
1)在待评估输电线路分布式安装能够监测鸟害故障并定位故障点所在杆塔位置的故障诊断装置，每基杆塔安装能够监测鸟类活动情况的视频监测装置；
2)统计故障诊断装置在固定时长内监测到的鸟害故障总次数为A，视频监测装置在固定时长内监测到的鸟类栖息总次数B；
3)统计故障诊断装置在固定时长内诊断出的单基杆塔的鸟害故障次数为a，视频监测装置在固定时长内监测到的单基杆塔的鸟类栖息次数为b；
4)确定鸟害故障次数、鸟害停留次数指标权重：
式中，i为历史统计数据中监测到的鸟害故障次数，j为历史统计数据中监测到的鸟类栖息次数，且qi+qj≤1。
更进一步，所述步骤(2)中确立待评估输电线路地形地貌、季节、杆塔特征风险因素指标权重的计算公式为：
更进一步，所述步骤(2)中根据待评估输电线路鸟害故障历史统计数据，按照二级风险因素指标对鸟害故障进行归类，再进一步将杆塔结构、导线排列方式、绝缘子类型分别按照三级风险因素指标进行归类，然后按比例计算出二级风险因素、三级风险因素指标权重；
其中，三级风险因素指标的计算方法为：
直线型权重：mgz＝直线型鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
耐张型权重：mgn＝耐张型鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
水平排列方式权重：mxs＝水平排列鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
三角形排列方式权重：mxj＝三角形排列鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
垂直排列方式权重：mxc＝垂直排列鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
垂直直线型权重：mjc＝垂直直线型鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
V型权重：mjv＝V型鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
二级风险因素指标的计算方法为：
河流权重：lh＝处于河流区域鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
森林权重：ln＝处于森林区域鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
农田权重：ls＝处于农田区域鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
平原权重：lp＝处于平原区域鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
其他权重：lq＝处于其他区域鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
第一季度权重：n1＝第一季度鸟害故障之和/年度鸟害故障总数；
第二季度权重：n2＝第二季度鸟害故障之和/年度鸟害故障总数；
第三季度权重：n3＝第三季度鸟害故障之和/年度鸟害故障总数；
第四季度权重：n4＝第四季度鸟害故障之和/年度鸟害故障总数；
杆塔结构权重：mg；
导线排列方式权重：mx；
绝缘子类型权重：mj；
其中，杆塔结构、导线排列方式、绝缘子类型风险因素指标权重按照三级风险因素指标权重赋值。
更进一步，所述步骤(3)中单基杆塔鸟害跳闸概率为：
其中，地形地貌、杆塔特征、季节风险因素指标权重分别按照二级指标类型进行取值；
将单基杆塔鸟害风险等级划分为0，1，2，3四个等级，各个等级分别对应的鸟害跳闸概率区间为[0，0.15]、[0.15，0.3]、[0.3，0.5]、[0.5，2]；其中，0级表示该基杆塔基本无鸟害风险，1级表示该基杆塔有一定可能发生鸟害跳闸，需安装少量简易防鸟装置，2级表示该基杆塔发生鸟害跳闸可能性高，需安装可靠的防鸟装置，3级表示该基杆塔易发生鸟害跳闸，需加装可靠性高的防鸟装置，并通过各种手段进行鸟害预警。
更进一步，根据地区不同，以Q个单基杆塔为标准单位将输电线路划分区段，并统计出单位区段内0～3级鸟害风险杆塔的数量分别为w、x、y、z，然后根据历史统计的0～3级鸟害风险杆塔的数量确定λ：μ：ν：ξ的权重比并计算出单位区段内鸟害风险等级W：
将单位区段鸟害风险等级W划分为四个等级，各个等级分别对应的鸟害风险等级区间为[θ0，θ1]，[θ1,θ2]，[θ2,θ3]，[θ3,θ4]，然后在输电线路鸟害风险等级区段图上对应标识为绿、黄、橙、红区域；其中，绿色区域表示该区域发生鸟害可能性小，黄色区域表示该区域输电线路可能会发生鸟害故障，橙色区域表示该区域发生鸟害故障可能性高，需安装防鸟装置，红色区域表示该单位区域极可能发生鸟害故障，需安装防鸟装置，并对该区域进行实时鸟害监测。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：综合考虑了鸟害故障次数、鸟害停留次数、地形地貌、季节、杆塔特征等风险因素指标对输电线路运行安全的影响，并采用了科学有效的风险等级评估手段，从而使鸟害风险评估更加准确、效率更高；进一步地，能够为输电线路防鸟害系统采取相应的防鸟害措施提供强有力的数据基础，从而实现了对输电线路防鸟害的科学化和专业化的管理。
附图说明
图1为一种输电线路鸟害风险等级评估方法的流程图。
图2为单基杆塔各层级结构风险因素指标的结构图。
图3为输电线路鸟害风险等级区段图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1：
如图1所示为一种输电线路鸟害风险等级评估方法的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤一：建立单基杆塔鸟害风险等级评估指标层级结构，具体如图2所示；
步骤二：确立各层级结构风险因素指标权重；
(1)鸟害故障次数、鸟害停留次数指标权重计算必须在待评估输电线路分布式安装能够监测鸟害故障并定位故障点所在杆塔位置的故障诊断装置，每基杆塔安装能够监测鸟类活动情况的视频监测装置，具体计算方法如下：
①统计故障诊断装置在固定时长内监测到的鸟害故障总次数为A，视频监测装置在固定时长内监测到的鸟类栖息总次数B；
②统计故障诊断装置诊断出的单基杆塔在固定时长内的鸟害故障次数a，视频监测装置在固定时长内的鸟类栖息次数b；
③确定鸟害故障次数、鸟害停留次数指标权重：
式中，i为历史统计数据中监测到的鸟害故障次数，j为历史统计数据中监测到的鸟类栖息次数，且qi+qj≤1。
(2)由于地形地貌、季节、杆塔特征对鸟害影响无具体科学指导数据，故可采用调研法，咨询N(N≥10，根据不同地区调整)位拥有多年线路运行经验的专家对以上三种因素所占权重进行划定，具体划定结果见表1。
表1地形地貌、季节、杆塔特征的权重调研表
根据表1可知，在调研N位线路专家后可得到地形地貌、季节、杆塔特征所占比重的平均值为：
(3)根据某个地区电网鸟害故障统计数据，得出按图2中所列不同地形地貌、杆塔特征、季节的输电线路的鸟害故障跳闸的概率作为该指标的权重，具体见表2，表3，表4。
表2各地形鸟害故障所占比重
表3不同杆塔特征鸟害故障所占比重
表4各季节鸟害故障所占比重
其中，各参数计算方法为：
直线型权重：mgz＝直线型鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
耐张型权重：mgn＝耐张型鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
水平排列方式权重：mxs＝水平排列鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
三角形排列方式权重：mxj＝三角形排列鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
垂直排列方式权重：mxc＝垂直排列鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
垂直直线型权重：mjc＝垂直直线型鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
V型权重：mjv＝V型鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
河流权重：lh＝处于河流区域鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
森林权重：ln＝处于森林区域鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
农田权重：ls＝处于农田区域鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
平原权重：lp＝处于平原区域鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
其他权重：lq＝处于其他区域鸟害故障杆塔基数之和/鸟害故障杆塔总数；
第一季度权重：n1＝第一季度鸟害故障之和/年度鸟害故障总数；
第二季度权重：n2＝第二季度鸟害故障之和/年度鸟害故障总数；
第三季度权重：n3＝第三季度鸟害故障之和/年度鸟害故障总数；
第四季度权重：n4＝第四季度鸟害故障之和/年度鸟害故障总数；
杆塔结构权重：mg；
导线排列方式权重：mx；
绝缘子类型权重：mj；
其中，杆塔结构、导线排列方式、绝缘子类型风险因素指标权重按照三级风险因素指标权重赋值。
步骤三：计算单基杆塔鸟害跳闸概率，划分单基杆塔鸟害风险等级；
其中，地形地貌、杆塔特征、季节风险因素指标权重分别按照二级指标类型进行取值；
将单基杆塔鸟害风险等级划分为0，1，2，3四个等级，各个等级分别对应的鸟害跳闸概率区间为[0，0.15]、[0.15，0.3]、[0.3，0.5]、[0.5，2]；其中，0级表示该基杆塔基本无鸟害风险，1级表示该基杆塔有一定可能发生鸟害跳闸，需安装少量简易防鸟装置，2级表示该基杆塔发生鸟害跳闸可能性高，需安装可靠的防鸟装置，3级表示该基杆塔易发生鸟害跳闸，需加装可靠性高的防鸟装置，并通过各种手段进行鸟害预警。
步骤四：将输电线路分段，根据各区段单基杆塔鸟害风险等级结果，划分输电线路区段鸟害风险等级。
步骤五：采用不同颜色表示各输电线路区段的风险等级的高低，并绘制出输电线路鸟害风险等级区段图。
根据地区不同，以Q(根据实际情况选取Q值)基杆塔为标准单位，将输电线路分区，统计单位区域内0～3级鸟害风险杆塔的数量分别为w、x、y、z，并根据历史统计数据确定λ：μ：ν：ξ的权重比(λ，μ，ν，ξ分别为历史统计的单位区域内0～3级鸟害风险杆塔的数量)，然后计算出单位区域内的鸟害风险等级W：
将单位区段鸟害风险等级W划分为四个等级，各个等级分别对应的鸟害风险等级区间为[θ0，θ1]，[θ1,θ2]，[θ2,θ3]，[θ3,θ4]，然后在输电线路鸟害风险等级区段图上对应标识为绿、黄、橙、红区域，这样可以很直观地评估输电线路单位区段内的鸟害风险等级。上述绿色区域表示该区域发生鸟害可能性小，黄色区域表示该区域输电线路可能会发生鸟害故障，橙色区域表示该区域发生鸟害故障可能性高，需安装防鸟装置，红色区域表示该单位区域极可能发生鸟害故障，需安装防鸟装置，并对该区域进行实时鸟害监测。
实施例2：
在上述步骤二中，结合输电线路分布式故障诊断装置对线路所有故障的诊断结果，与输电线路视频监测装置所监测数据，判别单条输电线路鸟害跳闸和鸟类在各杆塔上栖息的次数，确定由监测装置得出的单基杆塔鸟害故障概率，具体方法如下：
①统计该输电线路分布式故障诊断系统1年内监测到的鸟害故障总次数A，输电线路视频图像监测装置1年内监测到的鸟类栖息总次数B；
②统计输电线路分布式故障诊断系统诊断结果单基杆塔1年内的鸟害故障次数a，输电线路视频图像监测装置1年内的鸟类栖息次数b；
③确定由监测装置得出的单基杆塔鸟害故障概率q：
在本次计算中，根据历史运行数据得出，i：j＝4:1。
此外，在上述步骤二中，咨询10位拥有多年线路运行经验的专家对以上三种因素所占权重进行划定，具体划定结果见表5。
表5地形地貌、季节、杆塔特征的权重调研表
根据表5可知，在调研10名线路专家后可得地形地貌、季节、杆塔结构所占比重的平均值为：
地形地貌权重：
杆塔结构权重：
季节权重：
根据目前国家电网鸟害故障统计数据，以不同地形地貌、杆塔结构、季节的输电线路的鸟害故障跳闸的概率作为相应的指标权重，具体见表6，表7，表8。
表6各地形鸟害故障所占比重
表7不同杆塔结构鸟害故障所占比重
表8各季节鸟害故障所占比重
计算各影响因素的综合权重比：
(1)地形地貌：
河流pd1＝0.589*0.43＝0.25327，农田pd2＝0.589*0.19＝0.11191，
森林pd3＝0.589*0.13＝0.07657，平原pd4＝0.589*0.18＝0.10602，
其他pd5＝0.589*0.07＝0.04123。
(2)杆塔特征
杆塔结构：
直线型pg1＝0.194*0.14＝0.02651，耐张型pg2＝0.194*0.2＝0.03815。
线路布置方式：
水平排列pg3＝0.194*16＝0.03169，三角排列pg4＝0.194*0.12＝0.02328，
垂直排列pg5＝0.194*0.05＝0.0097。
绝缘子类型：
垂直直线型pg6＝0.194*0.13＝0.02457，V型pg7＝0.194*0.21＝0.04009。
(3)季度：
第一季度pj1＝0.227*0.09＝0.02043，第二季度pj2＝0.227*0.16＝0.03632，
第三季度pj3＝0.227*0.57＝0.12939，第四季度pj4＝0.227*0.18＝0.04086。
还有，在上述步骤五中，建立输电线路分区化模型，以20个单基杆塔为标准单位，将输电线路分区段，并统计出单位区段内0～3级鸟害风险杆塔的数量分别为w、x、y、z，然后根据历史统计数据确定出λ：μ：ν：ξ＝1:2:3:4，接着计算出单位区段内的鸟害风险等级：
W＝0.1w+0.2x+0.3y+0.4z，
W所在区间有[2，3]、[3，4]、[4，6]、[6，8]，最后在输电线路鸟害风险等级区段图上对应标识出绿、黄、橙、红区域，如图3所示。
在图3中输电线路被划分为①～⑩十个单位区域，其中绿色区域表示该区域发生鸟害可能性小，黄色区域表示该区域输电线路可能会发生鸟害故障，橙色区域表示该区域发生鸟害故障可能性高，需安装防鸟装置，红色区域表示该单位区域极可能发生鸟害故障，需安装防鸟装置，并对该区域进行实时鸟害监测。
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。