輸電線路在線監測可靠性的評價方法

楊超孫鑫

（國網陜西省電力公司銅川供電公司，陜西 銅川727031）

0 引言

輸電線路的智能化，明顯有助于提高輸電線路的效率，降低成本；實現對輸電線路運行狀態的狀態評估、風險預警等。但與我國發展較快的特高壓輸電技術相比，由于其發展時間較短、運行條件惡劣等，輸電線路的在線監測技術則明顯不成熟，其可靠性還不高。因此，我們在不斷提高裝置實用性及可靠性的同時，對于輸電線路在線監測可靠性的評價也是十分有必要的。

1 輸電線路綜合監測評價系統及方法

1.1 綜合監測評價系統

安裝在現場的數據采集終端和控制中心的監控主站，可對輸電線路的桿塔、導線、絕緣子等設備進行全方位的實時監控，并且可以根據需要靈活配置導線垂弧、導線溫度、絕緣子污穢等在線監測，以及危險線路點實時視頻監控、線路故障檢測及報警等功能的全方位輸電線路在線監測評估系統。為輸電線路的狀態檢測最好及時的統計及預報，維持線路的長久正常工作。

1.2 綜合監測評價方法

輸電線路在線監測可控性進行評價時，會有多種因素影響到，對于這種由多因素影響的事物，就應該做出一個科學合理的評價，不能采用單一的專家評判方法。在輸電線路在線監測評價中，我們采用多層次模糊綜合評判法。利用逐層的定量定型分析方法，對各層次的因素進行比較，從而對輸電線路進行比較全面科學的評價。按照從底層到高層的逐步順序對各個階層進行綜合評價，上一層的綜合評價是在下一層評價結果這一基礎上得來的。多層次模糊綜合評價的基本步驟如下：

（1）建立因素集U。根據報價的要求，在建立因素集U時，學會忽略次要因素，選取能反應評價對象的主要因素，從而抓住要害。

（2）建立評語集V。所謂評語集就是可能出現的評價結果的集合。

（3）建立權重集W。各個評價對象所占權重大小的結合就是權重集。

（4）得到單因素綜合評價矩陣R。

簡單三層綜合評價模型的建立舉例如下：

圖1 三層綜合評價模型

因素集 U=｛u1,u2,...,un｝；評語集 V=｛v1,v2,...,vn｝；權重集 A=｛a1,a2,...,an｝;評判矩陣R是｛U×V｝的模糊子集，反應因素集U和評語集V之間的隸屬度。

多集評判中存在高低層次之分，U和A均屬高層次，而Ui=｛ui1,ui2,...,uin｝和 Ai=｛ai1,ai2,...,ain｝則分別屬于低層次。

高層次的評價矩陣R有

最終評價結果為B=A^。 （2）

2 建立輸電線路運行可靠性預測模型

2.1 簡介

根據一組輸電線路的檢修記錄以及污區參數，得出線路正常運行時間大于n天仍能可靠運行的概率值預測，即線路正常運行時間與環境參數的關系。通過以線路上次檢修結束至下次檢修開始所用時為正常用時間，正常運行實踐大于n天的記錄為Kn，運行時間與故障時間的總和為T來預測樣本。則總的正常運行時間占全部時間的百分比即為實用的線路可靠性。這種基于概率統計的運行評價法，是通過科學的計算方法對輸電線進行可靠的預測。我們也可以將綜合監測系統的方法與之結合起來，可以利用前者來驗證電路的可靠性模型，修正一些預測的參數，也可以利用后者，提前預測。

2.2 輸電線路在線監測可靠性評價結構

2.2.1 環境方面

環境因素主要是指環境中的溫度、濕度、電磁干擾這三個因素。輸電線路裝置往往在人類無法到達的環境下，經歷這風吹日曬、晝夜溫差、寒風暴雪等惡劣天氣及地區，經過日積月累，很容易造成裝置某些元器件不可修復的損傷。在所有影響因素中，環境因素是對輸電線路在線監測影響比較大的一個。

表2 10.1-0.9標度

2.2.2 輸電線路監測裝置本身方面

目前我國主要采用蓄電池與太陽能互相合作的方式供電，裝置的通訊方式一般采取普通通信，這一供電方式存在 一定的缺陷。另外，主站所用軟件及傳感器的靈敏等也會對裝置本身有一定的影響。監測裝置本身的問題是影響在線監測可靠性的最主要因素。

2.2.3 檢測人員及在線監測管理方面

定期檢測人員與狀態檢測人員，必須要經過在線監測技能的系統學習與培訓，以達到能夠熟練掌握全面的狀態信息。檢測人員還要具有較強的心理素質及身體素質。這都決定了在線監測可靠性。另外，在線監測要嚴格服從電力生產管理的規章制度，相關部門也應該及時了解詳情制作出更加合理科學實用的規章制度出來。

2.3 評判矩陣R的確定

比較本層次與上一層次有關聯因素之間的重要性，從而來確定上一層次因素之間的判斷矩陣R。

假設上一層次為元素A，Rij表示Ui和Uj同A比較時，Ui比Uj具有模糊關系“比……重要得多”的隸屬度。Rij標度數值采用0.1€0.9標度。

2.4 各因素權重A的確定

下式中a是人們用來度量自身所感知的差異程度，可由差異化程度和評價數量來調整。

有 rij=0.5+a(Ai-Aj)，i，j=1，2，... （4）

所以 A=｛A1,A2,...} （5）

3 評價方法具體步驟

第一步，將輸電線路在線監測評價體系劃分以下三層：目標層、準則層和指標層。

第二步，利用層次分析法，計算出各個層的權重以及劃分評語等級。

第三步，根據各個指標總數與各個等級的數量倒數比值，計算出隸屬度，這是指標層各等級的隸屬度。

第四步，根據各準則層所包含的指標層數，按環境因素、監測裝置本體因素、人員管理因素整理成隸屬度矩陣。

第五步，根據已經建立好的評價模型，利用以下公式計算出準則層隸屬度。

準則層隸屬度=指標層權重×指標層隸屬度

第六步，根據以下公式計算出目標層隸屬度。

目標層隸屬度=準則層隸屬度×準則層權重

第七步，最終得到評價結果。根據最大隸屬度原則，目標層隸屬度的四個值中最大的值即為該評價體系所處狀態。

4 結語

輸電線路在線監測可靠性的評價對于保證輸電線路長久的正常工作具有非比尋常的意義。綜合考慮多種影響因素，采用科學合理的方法，將輸電線路在線監測做到更好更先進的水平。綜合監測輸電線路導線、絕緣子等的運行狀態，以達到對其狀態的分析、評價作出有利的技術保障。

［1］趙增華，石高濤，韓雙立，舒炎泰，周文濤，陳建民.基于無線傳感器網絡的高壓輸電線在線監測系統[J].電力系統自動化，2009（10）.

［2］王國勝，梁瑞玲，舒應軍.輸電線路在線監測可靠性評價方法[J].電瓷避雷器，2013（08）.