多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法
【专利摘要】本发明公开了一种多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法，涉及电力系统可靠性分析领域。本发明多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法包括以下步骤：a.计算电网元件的故障率；b.划分风险等级；c.计算气象因素的权重集；d.模糊综合判定；e.对评判结果进行处理。由于本发明多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法，不仅考虑了多种不同气象因素下共同对元件故障率的影响，还考虑了各种气象因素的不同气象等级对故障率的影响，能准确的得到气候条件对元件故障率的影响，得到电力系统的风险等级，便于工作人员能准确及时的处理电力系统的隐患。
【专利说明】多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统可靠性分析领域，特别涉及一种多气象因子的电力系统元件 可靠性监控方法。
【背景技术】
[0002] 随着电网建设的快速发展，我国多数电网规模已经达到较高水平，但与高速发展 的电网负荷和高可靠性的供电要求相比，部分偏远地区的电网结构还比较薄弱，威胁电网 安全的因素比较多，特别是各种自然灾害(凝冻、雷暴、大风、山火等）对电网运行安全的影 响范围最大、程度最深，很有可能导致电网灾难性事件，城市供电(特别是县城供电）可靠性 也较差。因此，通过分析电网基于气象因素的元件可靠性参数的影响，建立气象的元件可靠 性模型，以发布气象因素影响的元件可靠性指标体系和电力系统可靠性指标体系的形式， 协助调度人员对当前电网运行状态下的安全隐患和潜在危险做出合理的判断，力求在故障 发生之前使电网恢复稳定运行状态，对于防止电力系统大面积停电、保证系统安全正常运 行有着非常重要的意义。
[0003] 在电力系统中对电网元件可靠性的评估十分重要，而很多元件常常暴露在恶劣的 环境因素下，所以必须考虑气候因素对电网元件的影响。在对元件可靠性分析时，元件的可 靠性水平随着系统运行、气象因素的变化而变化，随不同气象因素的气象等级变化而变换。 因此元件可靠性模型参数必须反映系统运行气象的变化。而现阶段分析在电网可靠性的研 究较少，而且以往的研究一般只考虑单独一种气候因子对元件可靠性的影响，但一般在同 一时刻会有多种气候因素影响元件，而且不同气候因素的不同等级也会对可靠性造成不同 的影响。并且现有技术中，不考虑气象条件的电网可靠性模型，一条输电线路只涉及一个故 障率，处在不同气象条件下的输电线路应有不同的故障率；而对于考虑气象条件的电网可 靠性模型，仅考虑计算不同气象因素下的输电线路故障率，并没有考虑在一种气象因素条 件下，由于气象等级不同其故障率的差异性，故障率差异较大。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种在多种不同气象 因素及气候不同等级情况下研究气象因子对电力系统元件可靠性监控方法。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
[0006] 一种多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法，包括以下步骤：
[0007] a.计算电网元件的故障率：通过设置于电力系统的传感器收集电力系统元件的 状态信息，所述状态信息包括气象因素，并通过故障率模型来计算第i种气象因素在气象 等级Xi下电网元件的故障率'其中i为正整数，其取值范围为[1，6]，；1X/的取值范围 是[0, 1];
[0008] b.划分风险等级：将电力系统的风险等级划分为3个等级，即V ={ V π V 2, V 3}，其中V i为故障状态，V 2为亚健康状态，V 3为健康状态，并利用三角隶属度函数来计算 评判因素集中气象因素的隶属度；
[0009] c.计算气象因素的权重集：通过对各气象因素相对于风险等级的相对重要性两 两比较得到判断矩阵Λ，再由判断矩阵Λ推导得到拟优矩阵Λ *，利用方根法求得到Λ *的 特征向余，即气象因素的权重集；
[0010] d.模糊综合判定：由各个故障率的实际取值与对应的三角隶属度函数，得到 灰色模糊评判矩阵I,在灰色模糊评判矩阵的模糊部分运算中采用（·）算子，得到电力系 统元件可靠性分析综合评判结果
【权利要求】
1. 一种多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法，其特征在于，包括以下步骤： a. 计算电网元件的故障率：通过设置于电力系统的传感器收集电力系统元件的状态 信息，所述状态信息包括气象因素，并通过故障率模型来计算第i种气象因素在气象等 级Xi下电网元件的故障率2k. '其中i为正整数，其取值范围为[1，6]，的取值范围是 I I [ο, 1]； b. 划分风险等级：将电力系统的风险等级划分为3个等级，即V = {V ρ V 2, V 3}，其 中V i为故障状态，V 2为亚健康状态，V 3为健康状态，并利用三角隶属度函数来计算评判 因素集中气象因素的隶属度； c. 计算气象因素的权重集：通过对各气象因素相对于风险等级的相对重要性两两比 较得到判断矩阵Λ，再由判断矩阵Λ推导得到拟优矩阵Λ *，利用方根法求得到Λ *的特征 向?即气象因素的权重集； d. 模糊综合判定：由各个故障率$~的实际取值与对应的三角隶属度函数，得到灰色 模糊评判矩阵在灰色模糊评判矩阵的模糊部分运算中采用（·）算子，得到电力系统元 件可靠性分析综合评判结果
e. 对评判结果进行处理：对电力系统元件可靠性分析综合评判结果；^采用内积法和最 大隶属度相结合的方法进行处理，根据等式
得到综合评判向量取范数，并根据 评判等级的隶属度得到电力系统的风险等级。
2. 根据权利要求1所述的多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法，其特征在于，
在步骤a中，；通过等式 计算，其中，Nxi为第i种气象因素在气象等级Xi下输 H· 电线路发生故障的次数；iix.为第i种气象因素下出现气象等级Xi的总次数。
3. 根据权利要求2所述的多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法，其特征在于， 在步骤a中，气象因素包括雷电m i、覆冰m 2、降雨m 3、风m 4、冰雹m 5、雪m 6。
4. 根据权利要求1所述的多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法，其特征在于， 在步骤b中，所述三个风险等级相对于三个评判等级的隶属度μ ρ μ 2、μ 3分别为：
?其中，气象等级X 3、X 2、x 1分别表示V i?V 3三 个等级的阈值。
5.根据权利要求1所述的多气象因子的电力系统元件可靠性监控方法，其特征 在于，在步骤e中，设h是;|的第i个向量，通过简化为求解范数来比较大小，则有：
，等式中，
为向量匕的内积。
【文档编号】G06Q50/06GK104143158SQ201310216796
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】王成亮, 李小璐, 徐秋萍, 黄文伟, 黄晓旭, 赵维兴, 孙斌, 周步祥, 舒勤, 滕欢, 陈实, 刘念, 李华强, 邱晓燕 申请人:贵州电网公司电力调度控制中心, 四川大学