電力變壓器風險評估方法與應用

侯昭輝，牛志丹

江蘇核電有限公司，江蘇連云港 222042

步入21 世紀以來，我國經濟得到全面的發展，各個行業蓬勃發展。電力行業作為生活、工作中不可或缺的重要組成部分，也面臨著嚴峻的挑戰。電力供應中出現的問題越來越突出，所以，電力行業的建設步伐越來越快。用電負荷的增加，對電力變壓器的可靠性運行提出了更高的要求。由此，對電力變壓器進行風險評估，意義可見一斑。

1 我國電力變壓器風險評估的現狀

1.1 變壓器風險評估的概念

可靠性評估是對變壓器進行風險評估的基礎。對其進行評估的實質就是量化變壓器設備的潛在風險對社會造成的影響。考慮成本、環境和安全等多方面因素的評估方法。在對變壓器進行風險評估的過程中，對于所涉及到的各要素都要得到一定程度的反映。所涉及的各要素包括：變壓器設備本身、系統以及對社會的影響，要從技術與經濟角度考慮其設備與資產的雙重屬性。對于變壓器設備進行風險評估主要是以其運行風險作為指標，綜合起來考慮其在資產、損失程度以及設備故障等方面的作用

1.2 電力變壓器風險評估的現狀

由于變壓器在電力行業中的很重要作用，我國對于這方面的也漸漸深入，對變壓器設備風險評估做出了一系列的研究。比較突出的有以下幾點：

1）引入風險矩陣圖，并作出一定的改進，對于風險評估準確性以及效率得到有效的提高；

2）在將風險評估向定量方向發展的過程中，一個很重要的理論就是將風險矩陣與半定量風險評估方法相結合；

3）風險指標變化率與電壓風險指標相結合，得出電壓脆弱度；

4）結合模糊數學方法，提出了電力設備故障風險定量的評價方法；

5）采用可靠性風險評估模型，定位電力系統風險評估為一種隨機定量分析工具。

2 電力變壓器風險評估方法的探討

2.1 基于模糊多準則決策的風險評估

模糊多準則決策中包括了模糊理想解與模糊負理想解。模糊理想解與模糊負理想解的概念，前者是由每一種屬性中的模糊指標值中的極大值組成，后者由則極小值構成，這兩種解之間的差異一般使用海明距離的測度工具來度量。

2.2 基于神經網絡的模糊層次分析法

模糊層次分析法中涉及到模糊因素或模糊概念，滿足風險對多因素、多級的評價要求。人工神經網絡具有可操作性強、結構簡單、數據模擬能力強等優點，廣泛適用于對于復雜系統的風險評估與分析。采用模糊層次分析法對變壓器進行評估過程中，對影響變壓器風險的各風險因素進行模糊一致性處理，得到絕對權重值，根據權重值可以將風險因素可分為兩類：可忽略的風險因素和關鍵的風險因素。取關鍵的風險因素作為神經網絡的輸入，利用神經網絡的特點以及特殊結構，對樣本進行訓練，從而得到較準確的風險值。

2.3 小世界網絡應用于變壓器風險評估

小世界效應的引用范圍很廣，一般的網絡都具有小世界效應。本文基于設備的這種小世界特性建立了故障傳播模型，求得了最高風險故障傳播路徑，為電力變壓器的風險評估提供了依據。

3 電力變壓器風險評估方法的應用

3.1 模糊多準則決策風險評估的應用

1）在模糊多準則決策的基礎上，提出適合于評估電力變壓器風險的定量評估體系；

2）模糊化處理嚴重度、可檢測度、發生度等3 項風險評估指標，對于各權重的分析，可以采用熵重法；

3）在變壓器風險評估中引入模糊多準則決策，可以有效的提升在嚴重度、可檢測度、發生度3 項指標值的準確度；

3.2 基于神經網絡的模糊層次分析法

此方法是源于層次分析法，只不過得到了一定的改進，這種改進主要表現在一致性檢驗標準、比較判斷矩陣的構成方式以及比較判斷矩陣的調整方法等方面，這種方法使得一致性檢驗和調整工作變得更加具有科學行、準確性。模糊層次分析法的基本操作步驟是：

1）電力變壓器風險評估層次分析結構的建立；

2）引起變壓器風險的各個因素的模糊互補判斷矩陣的建立；

3）確定權重系數 。

3.3 小世界網絡拓撲方法在電力變壓器風險評估方法的應用

1）故障傳播強度的確定

對變壓器進行風險評估過程中，主要應該考慮到風險發生的概率、后果，小世界網絡分析法的特性，即是通過引入連接邊負荷來衡量具有小世界效應的網絡中故障所造成的后果。連接邊的負荷越大，故障就越容易通過該邊迅速傳播，對電力系統造成的危害也就越大。

2）故障傳播模型的構建及求解

通過對故障傳播強度的定義，可以得出最高風險故障傳播路徑即為最高故障傳播強度路徑。在故障傳播過程中，傳播路徑越長，故障源在該傳播路徑上完成傳播的概率就越小，故可設定一個概率約束條件，小于這個概率約束的故障傳播可認為是小概率事件，不會發生，該故障傳播過程終結。

4 變壓器設備風險評估體系的選取原則

對于變壓器的風險評估，必須要有一個科學、考慮全面的體系，其遵循的原則為：

1）完全性原則

評估體系能夠確保變壓器的工作狀況的穩定。

2）簡捷性原則

評價指標數量盡可能減少，同時對次要指標進行量化處理。評價指標應能簡單獲得，技術上可行，便于操作。

3）相對獨立性原則

各評價指標之間應盡量保存獨立性，避免評價指標之間相互包容。

4）客觀性原則

評價指標具有可比性和通用性，避免對于不同的變壓器之間評

5 結論

綜上所述，電力變壓器的風險評估對于維護電網的穩定運行方面具有重要的作用，對于保證用戶用電方面意義重大。對于電力系統風險的評估有很多方法，要根據實際情況合理的選擇方法，這樣，才能及時的對變壓器進行風險評估，并及時的反饋評估信息，設計出相應的處理方案，用以對變壓器進行必要的維護，保證其正常運行，進而是我國電力事業的發展更上一層樓，造福于廣大的用戶。

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