一种基于危害性分析的直流偏磁影响风险评估系统及方法与流程

本发明涉及直流偏磁研究和变电运行
技术领域：
，尤其是涉及一种基于危害性分析的直流偏磁影响风险评估系统及方法。
背景技术：
：在直流系统调试、检修或发生故障的情况下，高压直流输电会采用单极大地回路的运行方式，巨大的直流电流经直流接地极流入大地，并在较大范围内造成地电位的明显变化，使得变电站地电位发生偏移，引起直流偏磁电流。直流偏磁电流可以使变压器出现直流偏磁现象，变压器直流偏磁会造成变压器噪声增大，振动加剧等，还可能发生过热以及交流电网的谐波畸变增大，在严重时甚至可能造成一次设备的损坏或保护的误动，特殊情况下还可能对周围的电子设备造成一定程度的干扰，长期的直流影响还可能对周边地埋设施造成损害。长期以来，直流影响的评估主要关注于设备本身，特别是含有电磁元件的设备，如主变、电流互感器及受谐波影响的电容器等，一方面关注设备的安全性，另一方面关注互感器角比差与保护特性的变化、设备损耗与噪声增加等方面，取得了许多的成果。但上述成果主要关注于设备本身，相对忽视了偏磁电流对电网运行的影响，可想而知，在能源输送容量日益增加、电网联系越来越紧密、电网建设日新月异的背景下，直流偏磁问题的分析治理更应该站在一定区域的电网，乃至更高的高度，因此需要将电网运行、环保效能与设备安全等综合考虑，优化形成治理的整体解决方案。技术实现要素：本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于危害性分析的直流偏磁影响风险评估系统及方法，评估结果准确性高，能有效指导直流偏磁抑制措施的制定。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于危害性分析的直流偏磁影响风险评估系统，包括：评价指标存储模块，存储有设定的多个评价指标；权重因子获取模块，基于危害性分析通过模糊算法计算各评价指标对应的权重因子；综合评估模块，根据各评价指标的指标值及相应的权重因子获得综合评估结果。优选地，所述评价指标的类别包括电网运行类、设备安全类和环境保护类；优选地，所述电网运行类包括电网运行事故次数、电网供电容量受限次数、保护异常次数、计量用互感器超差次数和偏磁电流转移量；所述设备安全类包括变压器温升值、变压器振动值和抑制装置故障次数；所述环境保护类包括变电站站界噪声值和电磁环境影响事件次数。优选地，所述权重因子获取模块包括：输入单元，获取评价指标对应的评价参数；模糊推理单元，根据所述评价参数对对应的评价指标进行模糊评价，获得相应的危害度指数；输出单元，对所述危害度指数进行取整处理，获得权重因子。优选地，所述评价参数包括发生可能性指数、严重程度指数和控制难度指数。本发明还提供一种基于危害性分析的直流偏磁影响风险评估方法，包括以下步骤：1)设定评价指标；2)基于危害性分析通过模糊算法计算各评价指标对应的权重因子；3)根据各评价指标的指标值及相应的权重因子获得综合评估结果。优选地，所述评价指标的类别包括电网运行类、设备安全类和环境保护类；所述电网运行类包括电网运行事故次数、电网供电容量受限次数、保护异常次数、计量用互感器超差次数和偏磁电流转移量；所述设备安全类包括变压器温升值、变压器振动值和抑制装置故障次数；所述环境保护类包括变电站站界噪声值和电磁环境影响事件次数。优选地，所述步骤2)具体为：201)获取评价指标对应的评价参数；202)根据所述评价参数对对应的评价指标进行模糊评价，获得相应的危害度指数；203)对所述危害度指数进行取整处理，获得权重因子。优选地，所述评价参数包括发生可能性指数、严重程度指数和控制难度指数。与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、本发明综合考虑电网运行、设备安全和环境保护三个方面，并基于危害性分析对直流偏磁影响风险进行评估，评估结果准确性高，能有效指导直流偏磁抑制措施的制定。2、本发明对评价指标进行模糊综合评价，可以通过模糊化进行最大限度吸收融合，有效提高评价可靠性。附图说明图1为本发明的流程示意图；图2为本发明的模糊危害性综合评价过程示意图；图3为本发明中三个评价参数的隶属度函数图，其中，(3a)为发生可能性，(3b)为严重程度，(3c)为控制难度。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本发明提供一种基于危害性分析的直流偏磁影响风险评估方法，包括以下步骤：步骤1)，设定评价指标。本方法的评价指标包括电网运行、设备安全和环境保护三个方面，具体如表1所示。表1步骤2)，基于危害性分析通过模糊算法计算各评价指标对应的权重因子。危害性分析(ca)的目的是按每一故障模式的严重程度及该故障模式发生的概率所产生的综合影响对系统中的产品划等分类，以便全面评价系统中各种可能出现的产品故障的影响。用于偏磁影响的评估(危害分析)需要综合考虑“发生可能性”、“严重程度”和“控制难度”三种因素，本方法利用模糊综合判断对偏磁影响的危害分析进行了定量分析以获得评价指标的权重因子，进而形成基于危害性(后果)分析的风险综合评估方法。图2表示了故障危害权重因子的获得过程，主要包括评价因素的输入、模糊推理过程以及评价结果的输出三个环节，具体步骤如下：201)获取评价指标对应的评价参数，包括发生可能性指数、严重程度指数和控制难度指数，评价参数依据专家知识获得。选择“发生可能性”、“严重程度”和“控制难度”，作为影响偏磁影响的危害性评价的主要因素，来确定表1所述的各评价指标的评分。a)发生可能性“发生可能性”表征了偏磁影响模式发生的频繁程度，可根据运行统计数据和专家经验获得。本实施例使用的评分规则见表2(具体的分值可能由于统计数据的不全面和专家知识差异存在一定偏差)。表2等级语言描述故障频度分值很高频繁发生＞8高经常6-8中一般4-6低偶尔2-4很低极少0-2b)严重程度“严重程度”是对偏磁影响所带来的对电网运行、设备安全与环保效能等方面损失进行评估。本实施例使用的严重程度评分规则见表3。表3等级语言描述分值很高频繁发生9-10高经常7-8中一般5-6低偶尔3-4很低极少1-2c)控制难度“控制难度”表征偏磁发生后区域电网实施相应控制措施的可行性与有效性，它与偏磁发生的区域电网属性、设备自身能力、相关措施制定等方面有关。依据这些因素，对控制难度进行评分。本实施例使用的控制难度评分规则如表4所示。表4202)根据所述评价参数对对应的评价指标进行模糊评价，获得相应的危害度指数，包括模糊化、综合评价和去模糊化三个步骤。模糊综合推理过程主要有两步：①评价因素模糊化：参考各因素在危害度评分中的等级分布，建立各因素的隶属函数(输入隶属函数)，形成单因素的评价值；②综合评价：通过一定的规则综合单因素评价结果，形成综合的模糊评价结果。a)模糊化根据各评价因素的评分规则，建立各因素评分值对于各自不同等级的隶属函数。设因素集u为u＝{u1,u2,u3}，ui(i＝1,2,3)其中，u1,u2,u3分别代表评价因素发生可能性、严重程度和控制难度；评判集v为v＝{v1,v2,v3,v4,v5}，vj(j＝1,2,…,5)其中，v1,v2,v3,v4,v5分别代表等级“很低”、“低”、“中”、“高”和“很高”。若以各等级作为模糊子集，以三角函数或梯形函数作为隶属函数，结合三因素的评分规则，可对评分值进行模糊化处理。发生可能性、严重程度和控制难度的隶属函数分别如图3的(3a)、(3b)、(3c)所示。以图3为例说明隶属函数的表达。发生可能性对应于等级“很低”的隶属函数μ1(x)为：它表示通过发生可能性进行危害度评价时，该模式的危害度属于等级“很低”的可能性。同理，可得到发生可能性对应于等级“低”、“中”、“高”和“很高”的隶属函数μ2(x)、μ3(x)、μ4(x)和μ5(x)分别为：b)综合评价综合评价的输入部分为单因素评价模糊向量，根据一定的规则，输出一个综合各因素的模糊评价向量。①求取单因素评价向量以“发生可能性u1”因素为例，说明该评价过程。首先根据专家经验与表中所列规则获得发生可能性的评分值，再计算该评分值对各模糊评价等级的隶属度，从而形成隶属度向量，并作为该因素的危害度评价向量。如从不同来源获得的评分值有差异时，则可对各分值都进行评价，得到其评价向量，然后对这些向量取平均，最后，以平均后的向量为该因素的评价向量。通过这种方式，可以较好地解决评价过程中分值分散性大的问题。“严重程度”和“控制难度”的处理同上述过程。②综合评价模型首先建立模糊关系矩阵。通过三个单因素的评价，可得到因素u1,u2,u3的单因素评价向量r1、r2和r3，再由r1、r2和r3构成模糊关系矩阵r：其次，取权重向量。进行综合评价，需要考虑各因素对危害度的贡献大小。以权重向量a作为单因素ui(i＝1,2,3)在总评价中影响程度大小的度量，a＝(a1a2a3)，满足归一化条件：a1+a2+a3＝1。权值通过专家评分得到，本实施例中使用的权重向量为a＝(0.20.50.3)。表5所示为模糊子集评分值。表5最后，由权重向量a、模糊关系矩阵r与模糊子集评分v，得到模糊综合评价向量b：203)对所述危害度指数进行取整处理，获得权重因子。如表6所示为偏磁影响模式危害度表。表中各项评价参数的分数虽不能完全避免数据来源、技术人员认识不同带来的差异，但可以通过模糊化进行最大限度吸收融合。不同地区可结合各自的统计和经验数据，按照模糊综合评价模型给出符合自身情况的危害度评价结果，经取整形成相应的权重因子。表6由上表可见，1)电网运行事故、电网供电容量受限与保护异常为偏磁影响的主要危害模式，而抑制装置故障、互感器超差与变压器温升的影响相对较小；2)借助模糊处理的特点，将专家经验转化为危害度的权重因子，为后续综合评估提供了重要依据。步骤3)，根据各评价指标的指标值及相应的权重因子获得综合评估结果。首先对每个评价指标进行评价，评价方法为：评价指标l×权重因子l＝评价结果l然后将每个评价指标的评价结果进行算数求和，获得综合评价结果：直流偏磁电流影响评价的指标赋值如表7所示。表7根据表7即可完成偏磁影响的综合评估，从评估模型的建立过程可见，1)借助模糊处理的特点，可将专家经验转化为危害度的权重因子，在实现不同类型因素在评估过程中统一应用的同时，一定限度上避免了人为因素的影响；2)该方法建立了明确的定量依据，且评估结果与单一指标间有直接的联系，有利于后续抑制等措施的制定，加之此方法与国网系统内通行的评估方法相似，操作性强，易于使用。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本
技术领域：
中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。当前第1页12