一种输电线路状态评价参数体系的构建方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及输电线路检测技术领域，具体是一种输电线路状态评价参数体系的构 建方法。
【背景技术】
[0002] 运行中的输电线路，由于外界环境条件和内部性能在不断变化，其整体运行状态 也是不断变化的。因此，全面有效地对输电设备进行状态评估，及时发现输电设备存在的缺 陷及安全隐患，不仅能为检修决策提供依据，实现输电设备的状态检修，更能确保电网的安 全稳定运行。
[0003] 选取最具代表性且能够灵敏反映输电设备工况的关键参量，建立关键参数体系具 有很大的必要性。一方面，建立关键参数体系能够降低状态评价参量的复杂性，同时保证对 输电设备运行状态评价的全面性和准确性；另一方面，由于输电线路分布地理位置广、运行 环境恶劣，导致大量的参量信息收集整理困难，因此建立关键参数体系在保留原有状态评 价信息的基础上去除了和故障缺陷相关性不大的参量，保留信息整理的参量。
[0004] 目前，国内外对输电设备的状态评价参数体系的研宄较少，大体分为以下两类：
[0005] 1)在现有的输电设备状态评价规范中，国网状态评价导则及电力行业标准中将输 电线路分为基础、杆塔、导线、绝缘子、金具、接地、附属设施、通道环境这8个部件，对每个 部件建立相关的巡视参量，最终根据线路总得分来判断输电线路运行状态。但是导则、行 业标准中规定的评价参量不全面且存在差异，导致对同一条线路往往会出现不同的评价结 果；
[0006] 2)在国内的一些状态评价文献中，大部分以参量获取方式作为分类基础，将参数 体系分为日常巡视、在线监测、预防性试验、带电检测这四个方面，日常巡视中的参量可通 过直接观测得到，预防性试验、在线监测、带电检测中的参量（如等值覆冰厚度）通过检测 数据的数学模型计算得到，但是由于不同来源中的参量存在交叉重叠，会导致不同来源对 应的同一参量评价结果不统一，影响线路整体的状态评价。
【发明内容】
[0007] 本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种输电线路状态评价参数体系 的构建方法，在确保评价参量有效和评价结果准确的基础上对参数体系进行了精简和规 约。通过对相关标准文件的收集整理，构建基础参数体系，以包含最全面的评价参量。结合 输电线路实际运维记录对基础参量进行量化，构建起参量与故障、缺陷、理论规程的相关关 系。通过主成分分析法将量化结果进行降维处理，将计算每个部件中参量的权重，将权重为 正的基础参量选为关键参量，最终建立关键参数体系。
[0008] 本发明的技术解决方案如下：
[0009] -种输电线路状态评价参数体系的构建方法，其特点在于所述方法包括以下步 骤：
[0010] 步骤si，建立基础参数体系；
[0011] 步骤S2,将基础参数体系中各部件的基础参量量化；
[0012] 步骤S3,对主成分分析法稍作改进，提取各部件的关键参量，最终建立关键参数体 系。
[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：建立了统一的状态评价参数体系，降低状 态评价参量的复杂性，去除了和故障缺陷相关性不大的参量，有利于降低输电线路人工巡 检、运维等实际工作的成本和复杂度。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明输电线路状态评价参数体系的构建方法流程图。
[0015] 图2是各基础参量的贡献率图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范 围。
[0017] 请参阅图1，图1是本发明输电线路状态评价参数体系的构建方法流程图，如图所 示，一种输电线路状态评价参数体系的构建方法，包括：步骤S1，建立基础参数体系，并确 立关键参数体系提取流程；步骤S2,结合历年故障、缺陷统计和南网公司缺陷库，将基础参 数体系中各部件的基础参量量化；步骤S3,将各部件中基础参量的量化矩阵作为主成分分 析模型的输入，通过奇异值分解、主成分加权综合等步骤计算出各参量对主成分的权重，以 此作为依据提取关键参量，并综合各部件形成关键参数体系。
[0018] 所述步骤S1具体包括：
[0019] 建立基础参数体系，基础参数体系是由部件层和参量层组成（如表1所示），部件 层分为基础、杆塔、导线、绝缘子、金具、接地装置、附属设施、通道环境这8个部件，参量层 为每个部件对应的基础参量，共计134个。
[0020] 表1基础参数体系
[0021]
【主权项】
1. 一种输电线路状态评价参数体系的构建方法，其特征在于所述方法包括以下步骤： 步骤Sl，建立基础参数体系； 步骤S2,将基础参数体系中各部件的基础参量量化； 步骤S3,对主成分分析法稍作改进，提取各部件的关键参量，最终建立关键参数体系。
2. 根据权利要求1所述的输电设备状态评估方法，其特征在于所述步骤Sl中基础参数 体系是由部件层和参量层组成，部件层分为基础、杆塔、导线、绝缘子、金具、接地装置、附属 设施、通道环境这8个部件，参量层为每个部件对应的状态参量。
3. 根据权利要求1所述的输电设备状态评估方法，其特征在于所述步骤S2将基础参数 体系中各部件的基础参量量化，具体是： 以历年故障统计、历年紧急/重大缺陷统计、历年一般缺陷统计、南网缺陷库为量化依 据，将各部件的基础参量量化为一个4维数组，具体如下： 步骤S2. 1设某一部件对应p个基础参量； 步骤S2. 2每个基础参量量化为一个4维数组，即参量=(Al，A2, A3, A4)，其中，Al表 示故障统计中对应该基础参量的个数，A2表示紧急/重大缺陷统计中对应该基础参量的个 数，A3表不一般缺陷中对应该基础参量的百分比，A4表不南网缺陷库中各类缺陷对应该基 础参量的个数； 步骤S2. 3将每个部件的基础参量分布量化成p X 4维的矩阵X，其中p表示该部件对应 基础参量的个数； 步骤S2. 4基础参数体系中的8个部件最终量化成8个矩阵X1, X2，…，X9。
4. 根据权利要求1所述的输电设备状态评估方法，其特征在于所述步骤S3具体包括： 步骤S3. 1对于各个部件的量化矩阵X标准化、正交化后得到相关矩阵R = XXt; 步骤S3. 2对相关矩阵R进行奇异值分解，得到R的特征值λ1; λ 2，…，λ#Ρ特征向 量Q1, α2，…，αρ，其中λ > λ 2多…彡λ $ 〇表示按大小顺序排列的ρ个特征值， α i，α2，…，α P为特征值对应的特征向量； 步骤S3. 3计算特征根的累计贡献率，公式如下：
确定前m个特征根λ λ 2,…，Am的累计贡献率属于85%-95%的置信区间； 步骤S3. 4对前m个特征值和对应的特征向量进行加权，计算出主成分的综合得分#， 公式如下：
其中，ω = (ω1; ω2，…，为主成分F = (FpF2,……Fm)τ对综合得分#的权重，
表示因子载荷矩阵，X1, X2,…，Xp表示该部件中P个参量量化后的 数组，λ1; λ2，…，λπ为累计贡献率属于85%-95%的置信区间的R的特征值，α α2，… ，a m为特征值对应的特征向量； 步骤S3. 5计算部件中各基础参量的权重，公式如下 c = (C1, C2，…，cp) = ( λ i a ^ λ 2 α 2+…+ λ ^ a Jτ 其中，c = (Cl，C2，…，Cp)表示部件中基础参量对综合得分的权重，作为关键参量筛选 的依据，λ λ2，…，Am为累计贡献率属于85%-95%的置信区间的R的特征值，α α2，… ，α p为特征值对应的特征向量； 步骤S3. 6将权重为正的各基础参量选为关键参量； 步骤S3. 7将关键参量按照基础参数体系进行整合起来，形成关键参数体系。
5.根据权利要求4所述的输电设备状态评估方法，其特征在于所述的关键参数体系是 由部件层和参量层组成，部件层分为基础、杆塔、导线、绝缘子、金具、接地装置、附属设施、 通道环境这8个部件，参量层为每个部件对应的参量。
【专利摘要】本发明公开了一种输电线路状态评价参数体系的构建方法，包括：步骤S1，建立基础参数体系；步骤S2，将基础参数体系中各部件的基础参量量化；步骤S3，对主成分分析法稍作改进，提取各部件的关键参量，最终建立关键参数体系。本发明降低状态评价参量的复杂性，去除了和故障缺陷相关性不大的参量，有利于降低输电线路人工巡检、运维等实际工作的成本和复杂度。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104750976
【申请号】CN201510103175
【发明人】严英杰, 刘亚东, 刘珂宏, 盛戈皞, 江秀臣
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月10日