一种输变配电设备安全性评估方法与流程

本发明属于电力系统的安全风险评估，具体涉及一种引入风控因数和特定环境赋值的输变配电设备安全性风险评估方法。

背景技术：

1、电力是国民经济的基础，电力设备的故障容易造成大面积停电，这不仅影响国家和社会的经济增长，还严重影响了人民的生活质量。因此掌握电气设备可能的危险种类、危险程度和危险后果，并对其进行定量、定性的分析，从而建立必要的安全措施至关重要。但越来越复杂的电力系统使得旧有的电力安全评价模型难以适应，制定电力设备的新型安全性评价机制成为国内外学者的研究重点。

2、我国在安全评价领域有提出自己的方案：gb/t 13861-2022指出，生产过程中存在的危险有害因素可分为人、物、环境、管理四大因素；gb6441-86指出，企业职工伤亡事故可分为物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电、淹溺、灼烫、火灾、高处坠落、坍塌、冒顶片帮、透水、放炮、火药爆炸、瓦斯爆炸、锅炉爆炸、容器爆炸、其它爆炸、中毒和窒息、其它伤害20类事故；gb18218-2009指出，单元内存在危险化学品数量超过临界值即定为重大危险源，在研究中应重点关注。然而由于电力系统下的安全评价技术起步较晚，该领域方向的研究并不成熟，现如今的安全评价技术很难跟上发展的步伐。

3、以常见的lec安全风险评估方案为例，传统的lec法因其易学习、易操作，风险评价等级划分清晰、醒目，在企业中应用最为广泛，但传统lec法仍然存在以下问题：

4、(1)在安全评价过程中，它主要是根据经验来确定3个因素的分数值及划定危险程度等级，因其过度依赖人员经验和水平而具有较高主观性；

5、(2)该方法即使可用于评估物质类的职业危害因素，而对于管理策略、防护方式等方面无法进行有效评估；输配电系统较为复杂，lec指标结构过于单一，对于实际情况没有综合评估方案；

6、(3)在设备安装施工方面，由于工人熟练度的差异，在采取lec安全风险评估方法进行评估的过程中，也可能会引发风险水平和实际现况不契合的问题

技术实现思路

1、为解决现有技术中的不足，本发明提供一种输变配电设备安全性评估方法，综合利用人、物、环、管四大要素，充分考虑了电力系统的社会、经济因素，减少了失真率，该方法能够确保结果的客观可靠性，实现对输配电设备危险源的量化评估与分级。

2、本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：1、一种输变配电设备安全性风险评估方法，包括以下步骤：

3、s1、获取变电站内各输变配电设备发生的历史事故信息，分析设备危害程度；

4、s2、将目标设备按照功能进行分类，确定各类设备危险源；

5、s3、建立指标风险性参数和危险等级；

6、s4、通过引入风控因数和制定安全评价量化表，将改进lec安全评估方法应用于目标设备，分别得出各指标风险性参数，并将各参数带入危险等级模型，计算出各类设备危险等级；

7、s5、利用层次分析法和模糊评价法将安全评价量化表内参数进行分级处理，计算出隶属度、指标权重与判断矩阵；

8、s6、结合传统lec评价方法与层次模糊分析法的计算结果，对设备展开综合评价，利用专家权重法进行修正评价，降低专家个体主观因素给评价结果带来的影响，找出风险等级的最优解。

9、进一步的，在所述s1中，设备危害程度分为四级：一级危险为极度危险；二级危险为高度危险；三级危险为一般危险；四级危险为轻度危险；分别对应综合评价危险等级系数d的各取值范围：d≥7000，5000≤d<7000，3000≤d<5000，d<3000。

10、进一步的，s3中指标风险参数包括：设备的危险性大小d、设备水平l、电能质量e、电能利用效率c、电气设备风控系数n。

11、进一步的，s4中危险等级计算公式为

12、d＝n×l×e×c

13、d1＝[1-d/10000]×100％

14、式中d：设备的危险性大小、l：设备水平、e：电能质量、c：电能利用效率、n：电气设备风控系数、d1：相对扣分率，百分比形式表示危险程度的级别。

15、进一步的，s5中层次分析法包括以下步骤:

16、s5.1.1建立层次结构评价指标体系，将评价总目标、子目标、指标因素按照逻辑关系划分；

17、s5.1.2构造判断矩阵，将指标因素按照对评价目标的重要性程度进行两两比较，以比较结果组成比较判断矩阵

18、在判断矩阵a＝(aij)m×n中，aij表示n个指标中指标i相对于指标j的相较重要程度；

19、s5.1.3层次但排序与一致性验证，对比较判断矩阵进行求解，得出最大特征根的特征向量，经归一化处理后得出单排序权重向量；利用特定公式进行一致性验证；

20、a＝(aij)m×n的特征向量就是所求指标权重，通过matlab工具可求得判断矩阵a＝(aij)m×n的最大特征值λmax，一致性指标为

21、

22、其中，n为判断矩阵a＝(aij)m×n的阶数，专家的人为主管干扰会随着n的增加而增大，一致性比率为：

23、

24、其中ri为固定的随机一致性指标，只与判断矩阵阶数n有关，当一致性比率cr<0.1时，称该判断矩阵一致性可以接受，即所形成的指标权重通过检验，满足要求；

25、s5.1.4层次总排序，将各层次单排序结果进行归一化处理，得出层次总排序的权重向量，通常由权重最高者为评价、决策的最终选项；

26、设层次化指标体系层数为k，若k-1层中m个指标对目标层权重为[θ1，θ2...θm]，第k层中n个指标对第k-1层中第j个指标的权重为[p1j，p2j...pnj]，则第k层中n个指标对目标层的权重为

27、

28、进一步的，s5中模糊评价法包括以下步骤:

29、s5.2.1根据评价目标与影响因素确定评价等级集合与评价指标集合，并赋予评价结果不同的语言表征意义；

30、s5.2.2确定指标状态值对评级等级的隶属值，建立模糊隶属度矩阵；

31、s5.2.3确定评价指标权重，可由主观或客观赋权方法求出，得出指标权重向量；

32、s5.2.4对指标权重向量与模糊隶属度矩阵进行模糊合成运算，得出评价结果

33、设定分项评价指标综合权重为q1、q2、q3、q4，模糊隶属度矩阵为pi，通过模糊合成算子”o”进行模糊合成运算，计算表达式为：

34、

35、将f1归一化可得分项评价向量f1’，同理可得其他分项向量f2’，f3’；

36、其中，模糊合成算子可用主因素决定性和加权平均型，在此处为主因素决定型，其公式为

37、f11＝max{a1×p11,a2×p21,a3×p31,a4×p41}

38、s5.2.5确定总目标整体评价

39、其总目标评价运算式为：

40、

41、进一步的，变电站内各输变配电设备为：变压器、断路器、组合电器、电压互感器、电流互感器、隔离开关、电缆、输电杆塔、避雷器、配电箱、箱式变压器、环网柜和高压计量箱。

42、对比现有技术，本发明的有益效果在于：

43、1、本发明综合利用人、物、环、管四大要素，充分考虑了电力系统的社会、经济因素，减少了失真率，该方法能够确保结果的客观可靠性，实现对输配电设备危险源的量化评估与分级。

44、2、本发明层次分析法将数据进行主观性权重分析，结果弥补了主观特征带来的误差，模糊分析法通过标准化模糊处理，映射出客观性的动态权重分析，结果便于和层次分析法所得结果进行合成运算。