输电线路安全风险评估方法

通过山体坍塌自然灾害对输电线路可能构成的危害分析,采用现代量化风险评估的原理,对输电线路的安全风险进行了量化评估和风险等级的划分,还对制定的风险控制措施进行了量化评估,提出了输电线路安全风险评估的具体方法。     

基于物元可拓的输电线路山火风险评估模型

为了解决现有的输电线路山火风险评估方法中风险指标单一、过于依赖主观经验等问题,提出了一种基于物元可拓的输电线路山火风险评估模型。首先,收集对山火发生概率产生影响的人为、地理、气候以及线路4大类共15个风险指标,构建了输电线路山火灾害风险评估指标体系。然后,将模糊层次分析法和熵权法相结合,形成主观赋值权重与客观计算权重结合的评估指标组合权重。并在此基础上建立物元可拓评估模型,计算风险指标关联度,基于关联度大小确定最终输电线路山火风险等级。最后,通过对南方某省份输电线路工程进行实例分析,对其山火灾害风险等级进行综合评估,为运维管理人员开展差异化的山火防治工作提供了依据。     

基于多维关联信息融合的架空输电线路雷害风险评估方法

雷电是危害架空线路运行安全的主要因素,为了能够客观、科学地评价输电线路雷害风险,提出一种基于多维关联信息融合的输电线路雷害风险评估方法。首先采用关联规则量化输电线路所处的环境特征因子和本体特征因子与线路雷击故障的关联关系;其次结合信息熵理论确定各特征因子的熵权,采用灰色关联理论依据关联度和熵权确定不同特征因子的基本信度分配函数;然后通过证据理论融合多个特征因子的基本信度分配函数,确定待评估线路的雷击信度值;最后通过映射关系将雷击信度转换成输电线路雷击跳闸率,并确定风险等级。以南方某市级电网为例,利用该电网2003～2015年35～500kV架空输电线路雷击跳闸信息,构建架空输电线路雷害风险评估模型,评估结果与2016年和2017年实际线路雷击故障相吻合,从而证明了该方法的有效性。     

基于动态风险等级评估的输电线路巡检计划优化

现有输电线路巡检计划安排存在巡检效率低等问题,为优化输电线路巡检计划,降低输电线路的巡检成本,本文提出一种基于动态风险评估的输电线路巡检计划优化方法。综合考虑影响输电线路故障的内外部风险及故障造成损失,建立动态风险等级评估模型,通过量化风险值以评估线路风险等级,确定合理的巡检周期。基于巡检周期建立输电线路巡检计划的多目标优化模型,根据目标优先级利用多目标粒子群算法进行求解。最后采用某区域实际输电线路验证该模型的有效性。     

输电线路雷击跳闸风险分布图绘制方法及其有效性验证

为了能更直观地反映区域输电网发生雷击跳闸的风险,定义了以雷电定位数据为基础的输电线路雷击风险,并依据输电线路跳闸率计算模型,建立了雷击跳闸风险评估模型。模型依据雷电反击输电杆塔的规程法和雷电绕击输电线路的改进电气几何模型,以雷电参数和地形地貌参数共同作用来计算输电线路雷击跳闸风险。计算中根据雷电参数和地形地貌参数具有空间分布规律这一特征,采用网格法将目标区域划分为若干个小网格,将统计所得的网格内地闪密度参数、地面倾角和典型杆塔参数代入雷击跳闸风险评估模型中求得网格的风险值。按照自然分割法将不同网格划分为相应的风险等级,用不同颜色表示各风险等级区域,形成了区域输电网的雷击风险分布图。相关性分析表明:相比地闪密度分布图,雷击跳闸风险分布图与输电线路雷击跳闸故障点分布的相关性更强。     

基于聚类算法的电网覆冰灾害分级预警模型研究

对电网覆冰灾害进行了分级预警模型的研究,采用图像检测法测得输电线路覆冰厚度的实时数据,以此为约束条件,采用聚类算法计算出输电线路的综合覆冰厚度,针对不同的覆冰厚度,对覆冰灾害进行了等级划分,并发出相应等级的预警信号。通过对某220 k V架空输电线路覆冰厚度数据的实时监测,验证了该预警模型的有效性。电网覆冰灾害分级预警模型的建立,使覆冰灾害预警更为准确、有效,且节约线路维护检修成本,为高压输电线路状态评估、安全性评价等工作提供参考依据。     

多自然灾害下的架空输电线路运行风险评估

为了对多种自然灾害共同作用下的架空输电线路运行风险进行评估,基于现代安全风险量化理论,充分考虑各类自然灾害风险的发生可能性、对架空输电线路的影响程度以及危害的严重程度,采用风险概率、线路故障输送能力损失值、风险社会影响系数三者综合量化架空线路灾害运行风险。基于此建立了多种自然灾害下架空输电线路运行风险评估体系,并采用改进层次分析法计算不同自然灾害的风险权重,保证评估结果的合理性。利用该方法完成了一例地区电网架空输电线路在多种自然灾害共同作用下的运行风险评估,验证了方法的可行性。该评估方法通用性更强,评估结果可为采取针对性灾害抵御措施、提高线路风险防范能力提供依据。     

基于梯度提升树的覆冰条件下线路跳闸风险评估*

输电线路跳闸的发生多与气象和环境因素相关,在线路风险评估模型中,对因素的权重取值往往依赖于主观因素.为此使用梯度提升树模型对气象与覆冰情况进行训练,得到依赖于客观数据的因素权重,根据权重对线路状态进行评分,再通过ROC曲线分析对评分分段后得到输电线路跳闸风险等级;最后以湖北地区500 kV咸梦I回线为例验证了该方法的可用性与准确性,为输电线路覆冰灾害的预防与维护提供重要参考.     

基于无人机载LiDAR的输电线路树障单木识别

树障是高压输电线路在复杂山区植被茂密区域运行所面临的主要安全威胁之一,不同树种生长周期不同,一定时间内的树障风险也不同。为了大范围准确识别林区的树木种类,文中提出了一种基于机载雷达测量技术的树木种类快速识别方法。首先利用机载雷达对输电线路地区地面进行快速点云数据获取,并且预处理数据得到单棵树木的冠层点云;随后建立冠层的空间属性点云特征量,包括树冠高度、树冠体积、树冠点云密度、冠层激光反射强度以及树冠形貌特征;最后根据树木的空间点云特征建立树木的种类K均值聚类识别模型。结果表明：对于该地区生长的树木,5种空间点云特征具有良好的识别效果,最终建立的树木种类K均值聚类识别模型对于验证数据的准确率达到了85.9%,Kappa系数0.812。输电线路下方植被种类的快速识别对于树障风险评估和预警具有重要意义。     

基于图模型的架空输电线路山火风险等级预测模型

山火灾害易诱发架空输电线路跳闸事故,严重危害电网的正常稳定运行。为降低山火灾害对电网运行的影响,提高架空输电线路山火防治水平,本文提出了一种基于图模型的架空输电线路山火风险等级预测模型。该模型首先在森林火险气象指数的基础上,综合考虑地表燃烧因子和历史火情因子的影响,构建了输电线路山火风险等级评估指标体系;然后结合专家评分采用图模型和最优理论降低赋权中的主观随意性,确定了各因子权重系数,并利用3 km×3 km分辨率的降水预报数据对山火风险等级进行修正,实现了输电线路山火风险等级预测;最后以南方电网山火高发期卫星监测热点分布情况,验证了所提方法的准确性。该方法目前已成功应用于南方电网山火监测预警中心,可指导输电运维人员提前巡查重点隐患线路,降低架空输电线路山火跳闸风险,提高电网安全稳定性能。     

山火灾害下输电系统的弹性评估方法及其提升措施

弹性能反映电力系统应对极端灾害的抵御能力和恢复能力。输电系统作为电力系统中的重要组成部分,在小概率-高损失的山火灾害事件中,往往会发生大面积停电事故。该文提出一种考虑山火灾害全过程的输电系统弹性评估框架。首先定量分析极端山火灾害对输电线路故障率的影响,建立火点位置与线路故障率之间的数学关系,并利用系统信息熵获取典型故障场景以描述山火灾害可能导致的故障规模;其次,结合故障元件的地理位置、检修人员调度资源和修复时间等因素,构建以最小化山火灾害下负荷削减量为目标的输电系统恢复模型,提出考虑灾害全过程的输电系统弹性评估方法;最后,以IEEE RTS-79节点输电系统为例,验证了所提模型和弹性评估方法的有效性。算例结果表明,该评估方法可有效、全面地衡量各因素对输电系统弹性提升性能的影响。此外,定量分析了3种典型弹性提升技术措施的效果,为电力部门应对极端山火灾害制定防御及恢复策略提供了可量化的参考依据。     

基于关联规则挖掘与组合赋权-云模型的电网二次设备 运行状态风险评估

针对当前电网二次设备周期性检修效率低、评估结果过于依赖专家主观经验的问题,提出一种基于关联规则挖掘与组合赋权-云模型的二次设备运行状态风险评估方法。首先,基于Apriori关联规则挖掘算法筛选评估指标,构建二次设备运行状态风险评估指标体系。其次,采用属性层次分析法和反熵权法分别计算评估指标的主、客观权重,并基于合作博弈模型得到组合权重。最后,以云理论为基础构建基于云模型的二次设备风险评估模型。实例分析表明该方法简单易行,提高了评估结果的科学性与准确性,辅助电网二次设备运维人员制定科学合理的检修决策。     

一种基于云预测模型的电网综合风险评估方法

电网综合风险评估能有效提高电网安全运行水平,为电力系统可靠运行提供安全保障。提出了一种基于云预测模型的电网综合风险评估方法。将云理论应用于输变电设备故障不确定推理预测,构建基于条件云发生器的云语言预测规则,在此基础上提出了基于云推理的输变电设备故障率预测模型。同时,基于效用理论构建了一套包括电压越限、极限输送功率、潜在连锁故障和系统稳定指数的电网综合风险评估指标体系。该方法能够科学合理地对电网进行综合风险评估,扫描电网运行薄弱环节。结合某地区电网运行实际数据进行了计算分析,计算结果表明该方法有效且实用。     

基于水波算法?因子分析?长短时记忆网络的重要输电通道风险评估预测

重要输电通道风险评估和预测对状态检修和线路运维工作具有指导性意义,而采用传统长短时记忆（long and short-term memory,LSTM）网络对线路风险进行预测时,人为调参困难、预测精度较低,因此,提出了一种基于水波优化-因子分析-长短时记忆（water wave optimization - factor analysis - long and short-term memory,WWO-FA-LSTM）的重要输电通道风险准确评估与快速预测方法。首先,引入Levy分布、高斯–柯西变异算子和线性递减波高对WWO进行改进;其次,获取评估区多维致灾因子,并进行FA降维后作为网络输入,考虑孕灾环境敏感性和承灾体易损性计算出风险指数R_c作为网络输出;通过改进的WWO对LSTM进行不断优化,得到最优化LSTM模型;最后,采用最优化LSTM模型对重要输电通道进行风险预测。结果表明,该模型风险评估准确,模型预测较传统方法降低了误差,适用于输电通道风险评估与预测。     

基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演

高压输电线覆冰是电网安全运行管理维护部门关注的重点致灾因子之一,其中覆冰厚度是输电线路风险评估、除冰策略等研究的关键指标。针对现有覆冰厚度提取精度不高、效率低等不足,提出了一种基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演方法,即模型-应力-冰厚法。首先从两期激光点云中精细提取输电线三维空间模型,结合导线参数提取空载输电线水平应力。然后根据状态方程,计算覆冰输电线水平应力。最后综合覆冰输电线三维空间模型和水平应力,计算其综合比载,最终实现覆冰平均厚度快速反演。实验结果表明:该方法能快速实现输电线覆冰厚度反演,覆冰厚度反演误差最大值为0.30 mm,相对误差为6.58%。该研究对高压输电线路覆冰风险监测与评估具有重要的应用价值。     

基于改进RBFNN的1000kV特高压线损预测

针对特高压输电线线损与特征参数间关系复杂的特点,提出一种联合聚类优化算法(Canopy-K-means)和自适应二次变异差分进化(adaptive second mutation differential evolution,ASMDE)算法改进的径向基神经网络(radial basis function neural...     

考虑韧性提升的输电网灾前预防检修多目标多阶段优化

极端气象灾害易使输电网发生大面积故障。输电网设备的健康程度影响着输电网抵御极端气象灾害物理层面的能力。为进一步提升输电网抗灾能力,减轻经济损失,从输电网韧性提升的角度出发,对输电网灾前预防检修策略进行研究。首先提出将灾害风险抵御力作为输电网灾时韧性评价指标,同时针对极端灾害的时空特性,采用场景分析法来计算韧性指标。根据输电网灾前预防检修的韧性提升、检修风险、经济性的要求,提出输电网灾前预防检修多目标多阶段优化模型,并采用NSGA-II算法与数学规划求解器结合的方法求解。采用IEEE RTS-79算例对优化模型的有效性进行了仿真验证,算例结果表明,文章所提优化模型能得出明显的Pareto前沿以及最优折衷解,以此得到最优灾前预防检修计划,在提升灾时韧性的同时控制灾前预防检修的风险与费用,从而帮助电网运行人员做出科学决策,具有较好的应用价值。     

基于区块链技术的电网灾害预警决策系统

为了进行电网自然灾害风险预警,减少自然灾害对电网的影响,研究了基于区块链(block chain,BC)技术的电网灾害预警决策系统。首先,根据电网与自然灾害之间的耦合作用关系,挖掘电网智能设备采集数据及自然气象等信息资源,搭建了区块链支持的电网灾害预警决策系统的总体架构。然后,以电网冰灾为例,根据气象预报和微地形等信息,利用模型预测控制(model prediction control,MPC)算法修正了电网输电线路覆冰模型,建立了由线路覆冰过重、舞动以及绝缘子闪络引发的线路故障概率模型。最后,通过MPC算法求解输电线路覆冰预警模型,实现了线路故障预警。以某市西北部和中部几条220kV线路为例进行覆冰预测分析,验证了提出的基于区块链的电网灾害预警决策系统对覆冰厚度进行预测的可行性和有效性。     

基于改进聚类算法的关键输电断面搜索方法

为了有效避免切除故障或过载线路后连锁跳闸事故的发生,提出一种基于改进模糊C均值聚类算法的关键输电断面搜索方法。该方法首先采用改进粒子群算法更新聚类中心,解决聚类算法对初始聚类中心敏感的问题,然后基于改进的聚类算法得到初始输电断面;其次运用Floyd算法搜索含断开线路的最短回路和次短回路,补充漏选的线路到初始输电断面内,构成候选输电断面;最后利用提出的复合因子判据筛选候选输电断面,进而确定关键输电断面。以IEEE 14节点和IEEE 118节点标准系统为例,所提方法可精准搜索得到系统内受切除线路影响较大且可能存在连锁跳闸风险的线路,即关键输电断面。结果表明采用该方法得到的关键输电断面更具有实用性和工程指导价值。