一种输电线路自然灾害风险预警方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于输电线路风险预警技术，尤其涉及一种输电线路自然灾害风险预警方 法。
【背景技术】
[0002] 架空输电线路是电网的重要组成部分，作为电能传输载体，长期暴露野外，它的安 全稳定运行直接影响着电力系统运行状况，随着近年来电网架构和建设越来越密，电力系 统谷量逐年增大，雷电灾害、覆冰灾害、山火灾害、地质灾害、大风灾害等自然灾害严重影响 电网安全，现有技术针对这些自然灾害的研宄工作主要集中在监测技术创新、在线装置研 制和事后统计分析上，输电线路运维人员的灾害风险应对策略分两方面，一为根据历史故 障和专家经验人为划定灾害高发区域，进行长期巡视和计划检修，造成过巡视和欠巡视；另 一方面是安装监测装置，对灾害进行监视和告警，但受制于电源、通信和工作环境的限制， 应用效果不佳。同时，现行策略还存在两方面的问题，一为仅利用实时气象数据，未考虑自 然灾害与气象预报关系；另一方面数据协同分析不够，策略的生成多根据少量致灾因子状 态，造成风险分析结果片面、决策混乱，预警效果大打折扣。基于以上原因，亟需科学的分析 方法，结合输电线路历史故障记录、实时监测数据和气象预报信息，分析灾害发生因子，确 定线路本体整体风险程度，并加以预警。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题：提供一种输电线路自然灾害风险预警方法，以解决现 有技术中对输电线路自然灾害风险评估方面只利用实时气象数据，未考虑自然灾害与气象 预报关系和数据协同分析不够，策略的生成只根据少量致灾因子状态，造成风险分析结果 片面、决策混乱，预警效果差等问题。
[0004] 本发明技术方案： 一种输电线路自然灾害风险预警方法，它包括下述步骤： 步骤1、建立风险因子层次结构：将影响雷电灾害、覆冰灾害、山火灾害、地质灾害和大 风灾害的风险因子根据层次分析法分别划分为目标层、准则层和指标层； 步骤2、构建判断矩阵：根据目标层与准则层、准则层与指标层中的风险因子之间的父 子关系，对同一父风险因子的所有子风险因子进行两两比较，按照相对重要度，构建判断矩 阵，在目标层与准则层风险因子之间和准则层与指标层风险因子之间分别构建判断矩阵； 步骤3、计算子风险因子相对父风险因子的权值及子风险因子之间的相对权值； 步骤4、对目标层与准则层风险因子之间及准则层与指标层风险因子之间建立的判断 矩阵进行可行性判断，检验判断矩阵的可行性； 步骤5、利用目标层与准则层之间，准则层与指标层之间的子风险因子相对父风险因子 权值及子风险因子之间的相对权值，计算目标层与指标层风险因子的整体权值； 步骤6、灾害风险评估总扣分：以目标杆塔为评估对象，根据指标层风险因子扣分表， 得到指标层风险因子的实际扣分值，并通过评估总扣分计算公式得到灾害风险评估总扣分 值； 步骤7、根据灾害风险评估总扣分值将自然灾害进行划分等级进行预警。
[0005] 步骤2所述的判断矩阵表达式如下：
式中：i、j为子风险因子；x为i、j子风险因子的父风险因子；n为子风险因子个数； 为i因子相对j因子的相对重要度；T、,为判断矩阵； II 步骤3所述的各￥問隐日如"Vra隐
亩管? 式中：i、J为子风险因子；X为i、j子风险因子的父风险因子，n为子风险因子个数；~ 为i子风险因子相对j子风险因子的相对重要度；Wjj为i子风险因子相对父风险因子x的 权值；各子风险因羊々丨句和对切估彳+晳/A才先
? 式中：wK为i子风险因子相对父风险因子x的权值；WjS为为j子风险因子相对父风 险因子X的权值；Wy为i子风险因子相对j子风险因子的权值。 步骤4所述的检验判断矩阵的可行性的方法为，通过公式
(4)计算可行性比值，式中： i、j为子风险因子；n为子风险因子个数；为i子风险因子相对j子风险因子的相对重 要度；为i子风险因子相对j子风险因子的权值；Z为可行性比值，Z矣0.1则判断矩阵 满足可行性要求。
[0006] 步骤5所述的目标层与指标层风险因子的整体权值计算公式为：
式中：M，为准则层风险因子y相对其目标 层父风险因子X的权值；W￡y为指标层风险因子i相对其准则层父风险因子y的权值； 为指标层风险因子i相对目标层风险因子X的整体权值。 步骤6所述的评估总扣分计算公式为
(6) 式中：i为指标层风险因子；n为指标层总风险因子数；为i风险因子相对X风险因 子的权值；A为i风险因子实际扣分值；S为灾害评估总扣分。 步骤7所述的自然灾害划分等级的方法为：评估总扣分Y< 0. 40为正常，评估总扣分 0.d<Y<0.60为注意，评估总扣分a6CXY<a80为异常，评估总扣分Y彡a80为 严重。 本发明的有益效果： 本发明采用层次分析法，对长期为输电线路诟病的5类自然灾害风险评估提供一整套 解决方案，本发明综合考虑影响灾害的各个风险因子，寻找共性条件，融合历史、实时、未来 预报数据，明确层次结构，解决以往防灾减灾信息盲目性；依靠专家系统对各因子关系进行 科学比较，根据评估电网的不同，对相关关系进行修正，满足科学性和健壮性；分析各风险 因子灾害的影响程度，明确运维部门重点关注目标，最后，对具体杆塔进行评估，得到灾害 风险等级，提供详细分析报告，本发明解决了电网对雷电、覆冰、山火、地质、大风5类自然 灾害风险领域关联因子多，数据量大，分析困难、灾害评估盲目的问题，填补综合风险评估 领域的空白，解决了现有技术中对输电线路自然灾害风险评估方面只利用实时气象数据， 未考虑自然灾害与气象预报关系和数据协同分析不够，策略的生成只根据少量致灾因子状 态，造成风险分析结果片面、决策混乱，预警效果差等问题。
[0007]
【附图说明】： 图1为本发明预警处理流程图； 图2为雷电自然灾害风险因子层次图； 图3为覆冰自然灾害风险因子层次图； 图4为山火自然灾害风险因子层次图； 图5为地质自然灾害风险因子层次图； 图6为大风自然灾害风险因子层次图。
[0008]
【具体实施方式】： 下面结合实例对本发明技术方案进一步细化说明： 步骤1、建立风险因子层次结构：将影响雷电灾害、覆冰灾害、山火灾害、地质灾害和大 风灾害的风险因子根据层次分析法分别划分为目标层、准则层和指标层，中目标层与准则 层、准则层与指标层中的因子均为父子关系。
[0009] 雷电自然灾害风险因子层次图如图2所示：其中，目标层为目标杆塔雷电自然灾 害风险评估A，划分三个指标层风险因子，分别为故障隐患方面B1、运维特征方面B2、气象 变化方面B3。
[0010] 其中，故障隐患方面B1为杆塔历史故障记录方面表现的风险因子，包括目标杆塔 故障C1、区段故障C2。运维特征方面B2为杆塔在运行维护方面表现的与雷电灾害强烈关 联风险因子，包括海拔C3、地形C4、地貌C5、微波塔影响区C6、防雷装置情况C7、改造后故 障C8、跨越水域C9、保护角C10、绝缘子材质损耗C11、档距C12、接地电阻C13、同通道线路 C14。气象变化方面B3为杆塔所在位置的气象方面与雷电灾害强烈相关风险因子，包括地 闪密度C15、雷雨预报C16、降雨量C17、风速C18、气压C19。
[0011]其中，各风险因子含义为：目标杆塔故障C1为本基杆塔历史雷电灾害次数、区段 故障C2为前后各三基杆塔历史雷电灾害次数、海拔C3为本基杆塔海拔与线路平均海拔比 较、地形C4为本基杆塔所处地理类型、地貌C5为本基杆塔所处地貌类型、微波塔影响区C6 为本基杆塔与附近微波塔距离、防雷装置情况C7为本基杆塔是否安装防雷装置、改造后故 障C8为本基杆塔雷击故障改造后是否继续发生故障、跨越水域C9为本基杆塔与河流水库 跨越情况、保护角C10为本基