多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法，涉及電力系統(tǒng)可靠性分析領(lǐng)域。本發(fā)明多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法包括以下步驟：a.計算電網(wǎng)元件的故障率；b.劃分風(fēng)險等級；c.計算氣象因素的權(quán)重集；d.模糊綜合判定；e.對評判結(jié)果進行處理。由于本發(fā)明多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法，不僅考慮了多種不同氣象因素下共同對元件故障率的影響，還考慮了各種氣象因素的不同氣象等級對故障率的影響，能準(zhǔn)確的得到氣候條件對元件故障率的影響，得到電力系統(tǒng)的風(fēng)險等級，便于工作人員能準(zhǔn)確及時的處理電力系統(tǒng)的隱患。
【專利說明】多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)可靠性分析領(lǐng)域，特別涉及一種多氣象因子的電力系統(tǒng)元件 可靠性監(jiān)控方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，我國多數(shù)電網(wǎng)規(guī)模已經(jīng)達到較高水平，但與高速發(fā)展 的電網(wǎng)負(fù)荷和高可靠性的供電要求相比，部分偏遠地區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)還比較薄弱，威脅電網(wǎng) 安全的因素比較多，特別是各種自然災(zāi)害(凝凍、雷暴、大風(fēng)、山火等）對電網(wǎng)運行安全的影 響范圍最大、程度最深，很有可能導(dǎo)致電網(wǎng)災(zāi)難性事件，城市供電(特別是縣城供電）可靠性 也較差。因此，通過分析電網(wǎng)基于氣象因素的元件可靠性參數(shù)的影響，建立氣象的元件可靠 性模型，以發(fā)布氣象因素影響的元件可靠性指標(biāo)體系和電力系統(tǒng)可靠性指標(biāo)體系的形式， 協(xié)助調(diào)度人員對當(dāng)前電網(wǎng)運行狀態(tài)下的安全隱患和潛在危險做出合理的判斷，力求在故障 發(fā)生之前使電網(wǎng)恢復(fù)穩(wěn)定運行狀態(tài)，對于防止電力系統(tǒng)大面積停電、保證系統(tǒng)安全正常運 行有著非常重要的意義。
[0003] 在電力系統(tǒng)中對電網(wǎng)元件可靠性的評估十分重要，而很多元件常常暴露在惡劣的 環(huán)境因素下，所以必須考慮氣候因素對電網(wǎng)元件的影響。在對元件可靠性分析時，元件的可 靠性水平隨著系統(tǒng)運行、氣象因素的變化而變化，隨不同氣象因素的氣象等級變化而變換。 因此元件可靠性模型參數(shù)必須反映系統(tǒng)運行氣象的變化。而現(xiàn)階段分析在電網(wǎng)可靠性的研 究較少，而且以往的研究一般只考慮單獨一種氣候因子對元件可靠性的影響，但一般在同 一時刻會有多種氣候因素影響元件，而且不同氣候因素的不同等級也會對可靠性造成不同 的影響。并且現(xiàn)有技術(shù)中，不考慮氣象條件的電網(wǎng)可靠性模型，一條輸電線路只涉及一個故 障率，處在不同氣象條件下的輸電線路應(yīng)有不同的故障率；而對于考慮氣象條件的電網(wǎng)可 靠性模型，僅考慮計算不同氣象因素下的輸電線路故障率，并沒有考慮在一種氣象因素條 件下，由于氣象等級不同其故障率的差異性，故障率差異較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種在多種不同氣象 因素及氣候不同等級情況下研究氣象因子對電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
[0006] 一種多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法，包括以下步驟：
[0007] a.計算電網(wǎng)元件的故障率：通過設(shè)置于電力系統(tǒng)的傳感器收集電力系統(tǒng)元件的 狀態(tài)信息，所述狀態(tài)信息包括氣象因素，并通過故障率模型來計算第i種氣象因素在氣象 等級Xi下電網(wǎng)元件的故障率'其中i為正整數(shù)，其取值范圍為[1，6]，；1X/的取值范圍 是[0, 1];
[0008] b.劃分風(fēng)險等級：將電力系統(tǒng)的風(fēng)險等級劃分為3個等級，即V ={ V π V 2, V 3}，其中V i為故障狀態(tài)，V 2為亞健康狀態(tài)，V 3為健康狀態(tài)，并利用三角隸屬度函數(shù)來計算 評判因素集中氣象因素的隸屬度；
[0009] c.計算氣象因素的權(quán)重集：通過對各氣象因素相對于風(fēng)險等級的相對重要性兩 兩比較得到判斷矩陣Λ，再由判斷矩陣Λ推導(dǎo)得到擬優(yōu)矩陣Λ *，利用方根法求得到Λ *的 特征向余，即氣象因素的權(quán)重集；
[0010] d.模糊綜合判定：由各個故障率的實際取值與對應(yīng)的三角隸屬度函數(shù)，得到 灰色模糊評判矩陣I,在灰色模糊評判矩陣的模糊部分運算中采用（·）算子，得到電力系 統(tǒng)元件可靠性分析綜合評判結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟： a. 計算電網(wǎng)元件的故障率：通過設(shè)置于電力系統(tǒng)的傳感器收集電力系統(tǒng)元件的狀態(tài) 信息，所述狀態(tài)信息包括氣象因素，并通過故障率模型來計算第i種氣象因素在氣象等 級Xi下電網(wǎng)元件的故障率2k. '其中i為正整數(shù)，其取值范圍為[1，6]，的取值范圍是 I I [ο, 1]； b. 劃分風(fēng)險等級：將電力系統(tǒng)的風(fēng)險等級劃分為3個等級，即V = {V ρ V 2, V 3}，其 中V i為故障狀態(tài)，V 2為亞健康狀態(tài)，V 3為健康狀態(tài)，并利用三角隸屬度函數(shù)來計算評判 因素集中氣象因素的隸屬度； c. 計算氣象因素的權(quán)重集：通過對各氣象因素相對于風(fēng)險等級的相對重要性兩兩比 較得到判斷矩陣Λ，再由判斷矩陣Λ推導(dǎo)得到擬優(yōu)矩陣Λ *，利用方根法求得到Λ *的特征 向?即氣象因素的權(quán)重集； d. 模糊綜合判定：由各個故障率$~的實際取值與對應(yīng)的三角隸屬度函數(shù)，得到灰色 模糊評判矩陣在灰色模糊評判矩陣的模糊部分運算中采用（·）算子，得到電力系統(tǒng)元 件可靠性分析綜合評判結(jié)果
e. 對評判結(jié)果進行處理：對電力系統(tǒng)元件可靠性分析綜合評判結(jié)果；^采用內(nèi)積法和最 大隸屬度相結(jié)合的方法進行處理，根據(jù)等式
得到綜合評判向量取范數(shù)，并根據(jù) 評判等級的隸屬度得到電力系統(tǒng)的風(fēng)險等級。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法，其特征在于，
在步驟a中，；通過等式 計算，其中，Nxi為第i種氣象因素在氣象等級Xi下輸 H· 電線路發(fā)生故障的次數(shù)；iix.為第i種氣象因素下出現(xiàn)氣象等級Xi的總次數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法，其特征在于， 在步驟a中，氣象因素包括雷電m i、覆冰m 2、降雨m 3、風(fēng)m 4、冰雹m 5、雪m 6。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法，其特征在于， 在步驟b中，所述三個風(fēng)險等級相對于三個評判等級的隸屬度μ ρ μ 2、μ 3分別為：

?其中，氣象等級X 3、X 2、x 1分別表示V i?V 3三 個等級的閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多氣象因子的電力系統(tǒng)元件可靠性監(jiān)控方法，其特征 在于，在步驟e中，設(shè)h是;|的第i個向量，通過簡化為求解范數(shù)來比較大小，則有：
，等式中，
為向量匕的內(nèi)積。
【文檔編號】G06Q50/06GK104143158SQ201310216796
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月31日
【發(fā)明者】王成亮, 李小璐, 徐秋萍, 黃文偉, 黃曉旭, 趙維興, 孫斌, 周步祥, 舒勤, 滕歡, 陳實, 劉念, 李華強, 邱曉燕 申請人:貴州電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心, 四川大學(xué)