站房类设备安全可靠运行风险评价方法与流程

本发明属于风险评估，尤其涉及一种站房类设备安全可靠运行风险评价方法。

背景技术：

1、配电网点多面广，网架结构复杂，设备数量庞大，供电容量储备高，调节方式灵活，直接面向多元用户，是支撑新型电力系统建设的主要基础设施。伴随现代城市化建设脚步的推进，配电网建设进程逐步加快，配电站房的数量也在迅速的增长，保障配电站房安全稳定运行成为保障配电网供电可靠性的重要一环。配电站房类设备在运行中，受运行工况、气象条件、地势环境等影响，导致异常运行状态频发，严重威胁配电网安全可靠性运行，一直以来，配电站房的运行数据缺少实时的采集，与各类多源信息缺少必要的融合，无法根据运行工况、气象和环境数据，对配电站房运行风险进行定量的分析和研究。

2、2021年夏季，我国河南中北部在短时间内出现大暴雨，日降水量超过有气象记录以来极值，造成了严重的洪涝灾情；2022年夏季，我国辽宁省盘锦市突降大暴雨，发生有水文记录以来最大洪水。在此类灾情中，大量地下站房、地表站房都不同程度受到暴雨影响，出现进水和漏水的情况，严重危害供电安全。研究配电站房安全可靠运行保障技术，对解决地势和气象等不利因素造成的站房运行风险隐患有着重要意义。因此获取多源信息，并基于多源信息，对多场景下配电站房安全可靠运行保障技术进行研究，对配电站房安全可靠运行，全面提升配电网供电可靠性有着重大的意义。

3、目前已有相关的站房类设备安全运行评价方法的研究并进行了专利申请，例如公开号为cn116308299a的“一种站房设备风险评估方法”，公开了构建设备风险评价指标，所述指标包括累计故障数量、累计缺陷数量、累计检修时间，并根据阈值评估发计算设备违反次数权重，再根据模糊算法计算设备风险，其所作的工作也仅仅是对站房内单一设备的“健康状况进行评估”，并没有涉及做到供电系统要求的对配电站房的整体风险进行评估，无法对提升电网可靠性起到有效作用。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种站房类设备安全可靠运行风险评价方法。其目的是为了建立配电网各类型站房设备模糊综合评价模型，实现对极端天气频发、地势低洼、运行环境复杂、人口密度较大等地区配电网站房类设备安全可靠运行风险评价的发明目的。

2、本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

3、站房类设备安全可靠运行风险评价方法，包括以下步骤：

4、在站房内安装传感器组，通过传感器组获取站房运行和周围环境数据；

5、基于获取的站房运行和周围环境数据，利用模糊综合评价法建立模糊综合评价的数学模型，计算后得到得到综合评价结果。

6、更进一步的，所述传感器组包括：站房类设备监控传感器组和实施环境监测传感器组，站房内还设有设备技术信息获取单元，通过站房数据库获取历史信息；

7、所述站房类设备监控传感器组包括：测量电气接点温度的非可视部件温度传感器，测量局部放电的非可视部件放电传感器，设备柜体内自带的可视部件温度传感器，设备柜体内自带的可视部件放电传感器，测量站房内部环境温湿度传感器；

8、所述实施环境监测传感器组包括：测量站房所处位置气压的气压传感器，测量站房所处位置日照的亮度传感器，测量站房所处位置的风速传感器，测量站房所处位置外部的温度的温度传感器；

9、所述设备技术信息获取单元包括：设备投运时间信息获取单元，上次检修时间信息获取单元，地势特点获取单元，地上/地下设置高度获取单元；其中，设备投运时间信息获取单元投运时间增长风险增大；上次检修时间信息获取单元上次检修时间越长风险越高；地势特点获取单元海拔越高风险越低，海拔越低风险越高。

10、更进一步的，所述模糊综合评价法包括：

11、步骤(1)确定评价对象，选取对评价对象有影响的要素形成因素集u；

12、对于模糊综合评价法，选取部分信息建立箱式变电站的监测指标体系，包括：设备安全类指标、环境类指标、历史情况指标；

13、所述设备安全类指标包括：电气节点温度，设备局部放电，设备柜体内温度，设备放电情况，站房内部温度，站房内部湿度；

14、所述环境类指标包括：气压，亮度，风速，风向，室外温度；

15、所述历史情况指标包括：设备技术信息，设备投运时间，上次检修时间，正常运行时间、地势、高度及定期检修情况；

16、对设备安全类指标和环境类指标信息进行一周的测量，测量频率30分钟/次，确定箱式变电站为评价对象x，建立因素集u＝{u1,u2.......un},n为对箱式变电站影响的因素个数；

17、步骤(2)针对评价对象的风险等级进行分级，各级评价等级形成评价集v；

18、所述评价集模糊是根据传感器测量的数据对应的安全数值设置安全运行阈值范围、正常阈值范围、报警阈值范围和危险阈值范围；

19、将风险评价结果分为：低、正常、较高、高，根据评价结果形成评价集v＝{低，正常，较高，高}；

20、将实时测量的数据根据模糊评价策略进行模糊化，进入后续步骤计算；

21、步骤(3)对应因素集中的各个要素分别通过层次分析法进行权重设定，设定好的权重形成权重集w；

22、步骤(4)根据各个评价因子对应不同评价集的隶属度，形成隶属度矩阵r；

23、两个集合之间的隶属度关系，如下式：

24、

25、上式中，rij表示不同评价集上对应的各个评价因子所占的隶属度；

26、步骤(5)根据权重集和隶属度矩阵计算综合评价矩阵b；

27、根据因素集和权重集计算综合评价矩阵b：

28、b＝w.r＝(w1,w2.......wm).(rij)nm＝(b1,b2.......bm)

29、上式中，m为集合数量；

30、步骤(6)根据综合评价矩阵和评价集计算评价结果。

31、更进一步的，所述层次分析法包括以下步骤：

32、步骤①将同一层次中的要素之间进行相对重要性判断，并形成判断矩阵a；

33、步骤②通过对判断矩阵乘积、方根和归一化处理后计算最大特征根进行一致性检验；

34、步骤③检验后将判断矩阵代入一致性指标求得权重集；

35、权重集的设置是根据因素集中u1,u2.......un的重要程度，依次对应设置权重集w1,w2.......wn，形成权重集w＝{w1,w2.......wn},权重集中各因素的权重不能为零，所有因素的权重和为1。

36、更进一步的，所述根据综合评价矩阵和评价集计算评价结果，包括；

37、根据综合评价矩阵b计算评价结果s：

38、

39、其中：

40、

41、得结果s为某一时刻的运行情况；

42、根据层次分析法建立相对重要性判断矩阵a，如下式：

43、

44、上式中，aij表示aij相对于aij的重要性；

45、根据方根法计算判断矩阵中每行元素的乘积wi，如下式：

46、

47、计算wi的n次方根如下式：

48、

49、将向量进行归一化处理，如下式：

50、

51、得到权重集ws＝{w1,w2.......wn}t；

52、计算最大特征根并对权重集进行一致性检验，检验标准(cr<0.1)

53、一致性指标ci的计算方法为：

54、

55、一致性比率cr的计算方法为：

56、

57、上式中，ri为平均一致性指标；

58、当cr<0.1时，判断一致性通过；

59、将综合评价矩阵b进行归一化处理，得到评价结果s，如下式：

60、

61、更进一步的，所述站房类设备监控传感器组，还包括：测量电缆终端头温度的电缆终端头温度传感器，测量电缆终端头温度的电缆终端头放电传感器，测量断路器触头温度的断路器触头温度传感器，测量断路器触头温度的断路器触头放电传感器；

62、还包括：测量负荷开关设备温度的负荷开关设备温度传感器，测量负荷开关设备温度的负荷开关设备放电传感器。

63、站房类设备安全可靠运行风险评价装置，包括：

64、数据获取模块，用于在站房内安装传感器组，通过传感器组获取站房运行和周围环境数据；

65、建立和计算模块，用于基于获取站房运行和周围环境数据，利用模糊综合评价法建立模糊综合评价的数学模型，计算后得到得到综合评价结果。

66、更进一步的，所述站房类设备安全可靠运行风险评价装置用于实现所述的任一项站房类设备安全可靠运行风险评价方法的步骤。

67、一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一所述的站房类设备安全可靠运行风险评价方法的步骤。

68、一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一所述的站房类设备安全可靠运行风险评价方法的步骤。

69、本发明具有以下有益效果及优点：

70、本发明在站房内安装传感器组，建立模糊综合评价的数学模型，模糊综合评价的数学模型通过传感器组获取站房数据，并计算站房内设备运行风险。建立配电网各类型站房设备模糊综合评价模型，提出对极端天气频发、地势低洼、运行环境复杂、人口密度较大等地区配电网站房类设备安全可靠运行风险评价方法。

71、本发明站房类设备安全可靠运行风险评价方法，解决了多应用场景下站房安全可靠性运行的问题，提升了配电网设备运行安全水平和供电可靠性，还能够降低人身触电、误操作等安全风险。同时，安全供电保障，也为企业生产、人民生活带来极大的经济效益，具有极大的社会效益。通过配电站房多源信息融合，研究多场景下站房类设备安全可靠运行风险评价方法，提升站房运行可靠性，减少停电造成的经济损失。

72、通过配电站房多源数据的采集、分析和利用，对配电站房实现数字化全景管理，提升配电网精益化管理水平，通过配电站房安全运行保障系统的应用，降低人身触电、误操作等安全风险。全面提升配电网设备运行安全水平和供电可靠性。

73、通过对的站房运行风险进行评估，对薄弱环节进行识别，开展设备运行状态预警技术研究，在不同运行工况、气象条件、地势环境下降低站房类设备安全运行风险，保障人民群众用电安全，维护社会稳定运行，具有极大的社会效益。

74、相对于现有技术，本发明不仅仅是依据站房的事实发生的信息参数进行风险评价，还加入了环境监测传感器组和技术信息获取单元这两部分信息进行综合的风险评估，考虑了更多维度的因素对站房的风险进行分析。

75、本发明使用了模糊综合评价法和层次分析法结合对站房参数进行处理，可以更精准的对站房的风险情况进行评价。