多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，其包括以下步骤：步骤1、风险识别，通过数据采集找出故障源生成风险事故集，统计分析不确定性风险因素集，建立风险评估指标体系；步骤2、综合风险值的确定，构建输电线路运行风险评估模型，将信息熵与层次分析法融合，综合考虑风险概率、风险产生的后果和风险权值，应用互信息值来量化风险后果严重度，多重组合、逐层推理计算输电线路运行综合风险值；步骤3、风险判定，划分风险等级，对综合风险权值进行分析，确定风险等级，输出风险评估的结果。本发明全面地、多层次地对架空输电线路运行风险进行评估，提高了输电线路风险评估的准确性和输电线路运行的可靠性。
【专利说明】多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力系统运行安全技术，具体涉及一种多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法。
【背景技术】
[0002]电力系统运行安全的风险评估反映了人们对电力系统稳定与安全运行的认识不断深入的过程。架空输电线路承担着电力建设主要的输电方式，在伴随着电网建设规模的不断增大，输电线路运行的安全与稳定性问题也逐渐突出，并对电力系统的影响也日渐增大，面对因而为了保障线路的健康稳定运行，提高电网运行的安全与可靠性，对架空输电线路运行的风险评估也就应运而生。目前，有关电力系统运行的风险评估已成为国内外研究的热点，随着现代风险评估的概念被引入到电力系统安全评估的体系中，对架空输电线路运行的风险评估也成为一大焦点，如何运用合理有效的手段对架空输电线路运行风险进行评估，也成为迫切需要考虑的一个问题。
[0003]面对输电线路不断增加的复杂性、不确定性，故障事故的发生难以预料，往往带来更加繁重和复杂的检修决策，研究架空输电线路运行风险评估方法，准确把握线路的风险状态，，对于输电线路的辅助决策，合理优化检修资源配置，保证线路稳定高效运行，具有十分重要的指导作用。架空输电线路运行的风险评估就是根据架空输电线路运行的特点建立风险评估体系，多角度、多层次分析计算输电线路运行综合风险权值，为后续检修和辅助决策提供支持，因而其评估效率及准确性对线路的维护决策影响较大。
[0004]目前，对于输电线路运行安全风险评估方法可以分为确定性方法和不确定性方法两大类。确定性方法发展成熟，被广泛应用，安全裕度大，可靠性高，但其忽略了输电系统运行的复杂性和随机性，对风险缺乏定量分析，会导致安全裕度过大，无法切实保障线路运行的安全性。不确定性方法考虑到输电系统运行各个风险事故的随机性及其发生的概率，通过对所有事故进行综合分析来实现对全系统安全性的评估，但概率性分析方法只考虑了线路故障的随机性和不确定性，没有考虑线路故障所造成的后果影响程度，因此也未综合考虑线路的安全状况。
[0005]面对如今日趋复杂的输电系统，传统的系统稳定性分析和安全评估方法已经显出存在的不足。本发明基于现代风险理论的安全风险评估，克服了上述评估方法的不足，公开了一种多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，充分考虑到线路的内在因素和外在因素对线路安全运行的影响，多重组合、逐层推理计算输电线路运行综合风险权值，从而更具有科学性和实用性，不仅提高了输电线路风险评估的准确性和输电线路运行的可靠性，也有利于风险的分析、管理和决策。
[0006]本发明在国家863计划项目基金(2012AA050209)资助下，提出了《多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法》。
【发明内容】
[0007]针对以上不足，本发明的目的是提供了多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，在传统层次分析法的基础上，将信息熵与层次分析法融合，综合考虑风险概率、风险产生的后果和风险权值，应用互信息来量化风险后果严重度，再利用层次-熵组合方法取代传统层次分析法计算权值，并用最小二乘法来优化权值，多重组合、逐层推理计算输电线路运行综合风险权值，形成一种自主优化的评估模型。本发明大大克服纯主观分析思想，提高了输电线路风险评估的准确性和输电线路运行的可靠性，为及早发现线路运行的潜在风险、降低线路运行的可能风险、减少线路运行的风险损失提供了有力支持，有利于风险的分析、管理和决策。
[0008]为实现以上目的，本发明采取了的技术方案是:
[0009]一种多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，其包括以下步骤:
[0010]步骤1、风险识别，通过数据采集找出故障源生成风险事故集，统计分析所述风险事故集，确定输电线路运行可能存在的不确定因素，建立风险因素集；并根据输电线路运行的不确定性风险因素及其运行特性，建立风险评估指标体系；
[0011]步骤2、风险值确定，构建输电线路运行风险评估模型，利用多层、多重的风险评估方法估算输电线路各个指标的风险值，进一步计算输电线路的综合风险值；
[0012]步骤3、风险判定，对所述综合风险值进行分析，确定风险等级，输出风险评估的结
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[0013]所述步骤I中所述生成风险事故集的方法为:
[0014]通过运行巡检、在线监测、预防性试验和台账获取架空输电线路运行的相关数据，由故障枚举法生产典型风险事故集，所述风险事故集包括跳闸停运风险事故和系统风险事故；分析这些风险事故，确定导致风险事故发生的不确定性因素，生产风险因素集，作为风险评估的指标。
[0015]所述步骤2包括:
[0016]步骤2.1、风险指标概率估值；
[0017]步骤2.2、风险后果的量化；
[0018]步骤2.3、风险值计算。
[0019]所述风险指标概率是线路风险因素出现的可能性的大小，依据风险事故集和风险因素集的特性计算风险指标概率，其计算方法具体包括:
[0020](1)根据线路运行的历史故障统计数据，计算各风险因素的平均出现概率，作为风险概率，具体为:
[0021]
【权利要求】
1.一种多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，其特征在于，其包括以下步骤: 步骤1、风险识别，通过数据采集找出故障源生成风险事故集，统计分析所述风险事故集，确定输电线路运行可能存在的不确定因素，建立风险因素集；并根据输电线路运行的不确定性风险因素及其运行特性，建立风险评估指标体系； 步骤2、风险值确定，构建输电线路运行风险评估模型，利用多层、多重的风险评估方法估算输电线路各个指标的风险值，进一步计算输电线路的综合风险值； 步骤3、风险判定，对所述综合风险值进行分析，确定风险等级，输出风险评估的结果。
2.根据权利要求1所述的多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，其特征在于，所述步骤I中所述生成风险事故集的方法为: 通过运行巡检、在线监测、预防性试验和台账获取架空输电线路运行的相关数据，由故障枚举法生产典型风险事故集，所述风险事故集包括跳闸停运风险事故和系统风险事故；分析这些风险事故，确定导致风险事故发生的不确定性因素，生产风险因素集，作为风险评估的指标。
3.根据权利要求2所述的多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，其特征在于，所述步骤2包括: 步骤2.1、风险指标概率估值； 步骤2.2、风险后果的量化； 步骤2.3、风险值计算。
4.根据权利要求3所述的多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，其特征在于，所述风险指标概率是线路风险因素出现的可能性的大小，依据风险事故集和风险因素集的特性计算风险指标概率，具体方法包括: (1)根据线路运行的历史故障统计数据，计算各风险因素的平均出现概率，作为风险概率，具体为:
5.根据权利要求4所述的多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，其特征在于，所述元件的可靠性参数为通过查询相关资料获得故障停运率的典型值，或者根据近几年元件停运时间的统计情况来获得；由所述近几年元件停运时间的统计情况来获得元件的可靠性参数的方法是:
6.根据权利要求4所述的多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，其特征在于，所述步骤2.2包括: 步骤2.2.1、根据样本训练极大似然法计算风险因素与风险事故之间的条件概率，所述条件概率为在风险因素Xi下风险事故S发生的概率； 步骤2.2.2、假设H(Xi)表示某风险因素Xi的信息熵，H(Slxi)表示某风险因素Xi条件下风险事故S的条件熵，I (xi； S)为Xi和S的互信息，用互信息来表示风险产生的后果，并对互信息进行量化，如下式所示:
Kxi, S) = H ⑶-H (Si Xi) 其中:H(S)表示风险S的信息熵，E(y)表示参数y的期望值，由香农信息熵可知，风险S的信息熵为:
H(S) = -E(lnp(S)) H(Slxi)表示风险因素Xi条件下风险S的条件信息熵为:
H(Slxi) = -Ednp(Slxi)) 确定互信息Uxi, S)的数值。
7.根据权利要求6所述的多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，其特征在于，所述步骤2.3中风险值采用层次-熵组合方法进行计算，并用最小二乘法对该风险值进行优化，具体包括以下步骤: 步骤2.3.1、确定经验权值；将层次分析法用于计算风险指标的权值，根据风险事故集以及风险指标体系，建立风险评估层次化结构，以九级标度法对风险指标两两之间比较的大小进行标度，建立风险指标评判矩阵，求解最大特征根对应的特征向量作为经验权值，并检验一致性； 步骤2.3.2、确定支持度熵权；将信息熵应用于确定风险指标权值是根据熵的极值性来衡量某一风险因素对风险产生的影响度，将各风险指标对风险事故发生的可能取值的支持程度定量化，建立指标评价矩阵A = (Bij)nxm ； 求解所述指标评价矩阵，利用熵的极值性进行标准化，得到表征风险指标重要度的熵，将此权值定义为支持度熵权，具体为:
8.根据权利要求7所述的多重组合优化的架空输电线路运行风险信息化评估方法，其特征在于，所述步骤3包括:步骤3.1、综合风险值的计算；综合考虑风险概率、风险后果和风险指标综合权值，风险指标层次结构化逐层、多重计算综合风险值，具体为:
【文档编号】G06Q10/06GK103793854SQ201410027736
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】钱海, 王奇, 张晗, 宋云海, 常安, 邓军, 李晋伟, 林冰垠, 梁燕丽 申请人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心, 广州安电测控技术有限公司