CN103971182B

CN103971182B - 一种配电网馈线在线风险监测方法

Info

Publication number: CN103971182B
Application number: CN201410224919.9A
Authority: CN
Inventors: 彭飞进; 汪沨; 付英杰; 曹一家; 陈春; 刘蓓; 董旭柱; 黄小耘; 许爱东; 于力; 雷金勇
Original assignee: China South Power Grid International Co ltd; Hunan University; Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp
Current assignee: China South Power Grid International Co ltd; Hunan University; Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2034-05-26
Also published as: CN103971182A

Abstract

本发明提供一种配电网馈线在线风险监测系统及其监测方法，监测方法包括步骤：采集配电网馈线的实时数据；根据所述实时数据分析计算后获取配电网馈线的风险值；将所述配电网馈线的风险值与馈线的风险基准值进行比较判断馈线的风险大小，如果大于基准值，则馈线存在风险，且相差越大风险越大，如果小于基准值，则馈线是安全的。相对于现有技术本发明提供的配电网馈线在线风险监测方法和监测系统，以电网实时运行参数为基础，实现了馈线的在线风险监测，提高了用户供电可靠性。

Description

一种配电网馈线在线风险监测方法

技术领域

本发明涉及电力系统的风险监测领域，尤其涉及一种配电网馈线在线风险监测方法。

背景技术

随着电力系统的不断发展，系统规模越来越大，结构越来越复杂，任何事故都可能给电力系统带来严重危害，甚至给整个社会带来巨大危害。因此，及时发现影响电力系统安全运行风险，及早采取应对措施，对保证电力系统安全运行和对用户的可靠供电十分重要。

目前，电力系统风险监测领域的研究工作主要从静态安全风险、电压稳定风险，暂态安全风险、连锁故障风险、基于风险监测的决策优化等几个方面进行，并取得了瞩目的研究成果。这些已有的技术主要涉及整个系统的风险监测或者关键设备(例如短路器、穿墙套管)的风险监测，而对配电网馈线的风险监测没有具体方法，馈线是直接给用户供电的，它的好坏直接影响了用户的供电可靠性。以往的风险监测往往涉及概率和运行经验，例如故障率等，较少涉及电网实时运行参数，例如母线电压、变压器负载率等，不能进行实时在线的风险监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种配电网馈线在线风险监测系统及其监测方法，能够实现配电网馈线的在线风险监测，提高了用户供电可靠性。

为了达成上述目的，本发明一方面提出了一种配电网馈线在线风险监测方法，该方法包括以下步骤：

步骤S100，采集配电网馈线的实时数据；所述实时数据包括配电网馈线所联配电变压器一次侧电压数据、配电变压器负载数据、配电变压器油温数据、配电网馈线所包含馈线段负载数据和配电网馈线所包含电缆分接头温度数据；

步骤S200，根据所述实时数据分析计算后获取配电网馈线的风险值；

步骤S300，将所述配电网馈线的风险值与馈线的风险基准值进行比较判断馈线的风险大小，如果大于基准值，则馈线存在风险，且相差越大风险越大，如果小于基准值，则馈线是安全的；

所述步骤S200具体包括以下步骤：

步骤S210，根据配电网的断面数据，计算配电网馈线所联配电变压器、配电网馈线所包含的馈线段和电缆分接头的五个风险指标值；

步骤S211，根据所述五个风险指标值计算每个指标对应的越限指数值；

步骤S212，根据所述五个越限指数值计算配电网馈线的五个风险指数值；

步骤S213，根据所述配电网馈线的五个风险指数值确定风险等级；

步骤S214，根据所述风险等级综合得到配电网馈线的安全指数；

步骤S215，根据配电网馈线所联负荷的重要性系数和其社会影响系数综合得到馈线的重要性系数；

步骤S216，根据配电网馈线的安全指数和重要性系数得到配电网馈线的风险值。

较佳的，所述步骤S210中五个风险指标值的计算公式分别为：

配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值的计算公式为：

{ΔU}_{j} = \{\begin{matrix} | U_{j} - U_{1 N} | & (U_{j} < U_{1 N}) \\ | U_{j} - U_{2 N} | & (U_{j} > U_{2 N}) \\ 0 & (U_{1 N} \leq U_{j} \leq U_{2 N}, j = 1, 2, 3, ...) \end{matrix}

式中，ΔU_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值，U_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器的电压值，U_1N为配电变压器正常状态下电压的下限值，U_2N为配电变压器正常状态下电压的上限值；

配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值的计算公式为：

{ΔS}_{T j} = \{\begin{matrix} \frac{| S_{T j} - S_{T i m a x} |}{S_{T i m a x}} & (S_{T j} > S_{T i m a x}) \\ 0 & (S_{T j} \leq S_{T i m a x}, j = 1, 2, 3 ...) \end{matrix}

式中，ΔS_Tj为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值，S_Tj为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器的负载值，S_Timax为第i个配电变压器正常状态负载限值；

配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值的计算公式为:

{ΔT}_{j} = \{\begin{matrix} | T_{j} - T_{i m a x} | & (T_{j} > T_{i m a x}) \\ 0 & (T_{j} \leq T_{i \max}, j = 1, 2, 3 ...) \end{matrix}

式中，ΔT_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值，T_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器的油温值，T_imax为第i个配电变压器正常状态油温限值；

配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值的计算公式为:

{ΔS}_{j} = \{\begin{matrix} \frac{| S_{j} - S_{i m a x} |}{S_{i m a x}} & (S_{j} > S_{i m a x}) \\ 0 & (S_{j} \leq S_{i m a x}, j = 1, 2, 3 ...) \end{matrix}

式中，ΔS_j为第j个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值，S_j为第j个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载值，S_imax第i个馈线段正常状态负载限值；

配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值的计算公式为：

{ΔT}_{C I j} = \{\begin{matrix} | {ΔT}_{j} - {ΔT}_{i m a x} | & ({ΔT}_{j} > {ΔT}_{i m a x}) \\ 0 & ({ΔT}_{j} \leq {ΔT}_{i m a x}, i = 1, 2, 3 ...) \end{matrix}

式中，ΔT_CIj为第j个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值，ΔT_j为第j个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度与环境温度之差的值，ΔΤ_imax为第i个电缆分接头温度与环境温度之差的限值。

较佳的，所述步骤S211中五个风险指标值每个指标对应的越限指数值的计算公式分别为：

配电变压器一次侧电压越限指数值ρ₁的计算公式为：

ρ_{1} = \frac{{&Integral;}_{t_{0}}^{t_{p}} f (t_{i}) d t}{V_{i \max} \cdot T_{i m a x}} = \frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔU}_{j} + {ΔU}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}}

式中，V_imax为配电变压器一次侧电压越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，ΔU_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值，ΔU_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值；

配电变压器负载越限指数值ρ₂的计算公式为：

ρ_{2} = \frac{{&Integral;}_{t_{0}}^{t_{p}} f (t_{i}) d t}{V_{i \max} \cdot T_{i m a x}} = \frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔS}_{T j} + {ΔS}_{T (j + 1)}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}}

式中，V_imax为配电变压器负载越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，，ΔS_Tj为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值，ΔS_T(j+1)为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值；

配电变压器油温越限指数值ρ₃的计算公式为：

ρ_{3} = \frac{{&Integral;}_{t_{0}}^{t_{p}} f (t_{i}) d t}{V_{i \max} \cdot T_{i m a x}} = \frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔT}_{j} + {ΔT}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}}

式中，V_imax为配电变压器油温越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，ΔT_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值，ΔT_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值；

配电网馈线所包含馈线段负载越限指数值ρ₄的计算公式为：

ρ_{4} = \frac{{&Integral;}_{t_{0}}^{t_{p}} f (t_{i}) d t}{V_{i \max} \cdot T_{i m a x}} = \frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔS}_{j} + {ΔS}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}}

式中，V_imax为馈线段负载越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，ΔS_j为第j个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值，ΔS_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值；

配电网馈线所包含电缆分接头温度越限指数值ρ₅的计算公式为：

ρ_{5} = \frac{{&Integral;}_{t_{0}}^{t_{p}} f (t_{i}) d t}{V_{i \max} \cdot T_{i m a x}} = \frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔT}_{C I j} + {ΔT}_{C I (j + 1)}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}}

式中，V_imax为电缆分接头温度越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，ΔT_CIj为第j个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值，ΔT_CI(j+1)为第j+1个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值。

较佳的，所述步骤S212中配电网馈线的五个风险指数值的计算公式分别为：

配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指数值ρ_V的计算公式为：

ρ_{V} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {ρ_{1}}^{2}} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {(\frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔU}_{j} + {ΔU}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}})}^{2}}

式中，V_imax为配电变压器一次侧电压越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，N_A为配电变压器数，ΔU_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值，ΔU_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值；

配电网馈线所联配电变压器负载风险指数值ρ_ST的计算公式为：

ρ_{S T} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {ρ_{2}}^{2}} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {(\frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔS}_{T j} + {ΔS}_{T (j + 1)}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}})}^{2}}

式中，V_imax为配电变压器负载越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，N_A为配电变压器数，ΔS_Tj为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值，ΔS_T(j+1)为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值；

配电网馈线所联配电变压器油温风险指数值ρ_TS的计算公式为：

ρ_{T S} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {ρ_{3}}^{2}} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {(\frac{Σ_{i = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔT}_{j} + {ΔT}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i \max}})}^{2}}

式中，V_imax为配电变压器油温越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，N_A为配电变压器数，ΔT_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值，ΔT_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值；

配电网馈线所包含馈线段负载风险指数值ρ_SL的计算公式为：

ρ_{S L} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {ρ_{4}}^{2}} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {(\frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔS}_{j} + {ΔS}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i \max}})}^{2}}

式中，V_imax为馈线段负载越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，N_A为馈线段数，ΔS_j为第j个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值，ΔS_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值；

配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指数值ρ_TC的计算公式为：

ρ_{T C} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {ρ_{5}}^{2}} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {(\frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔT}_{C I j} + {ΔT}_{C I (j + 1)}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i \max}})}^{2}}

式中，V_imax为馈线段负载越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，N_A为电缆分接头数，ΔT_CIj为第j个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值，ΔT_CI(j+1)为第j+1个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值。

较佳的，所述步骤S214中配电网馈线的安全指数的计算公式为：

H = \sqrt{λ_{1} \cdot V^{2} + λ_{2} \cdot {S_{L}}^{2} + λ_{3} \cdot {T_{S}}^{2} + λ_{4} \cdot {S_{T}}^{2} + λ_{5} \cdot {T_{C}}^{2}}

式中，V为配电网馈线所联配电变压器一次电压风险等级、S_T为配电变压器负载风险等级、T_S为配电变压器油温风险等级、S_L为配电网馈线所包含馈线段负载风险等级、T_C为配电网馈线所包含电缆分接头温度风险等级，λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅为权重系数，λ₁+λ₂+λ₃+λ₄+λ₅＝1。

较佳的，所述步骤S215中馈线的重要性系数计算公式为：

馈线的重要性系数M＝重要负荷系数L*影响系数S

其中，

L = \frac{μ_{1} Σ_{7 = 1}^{N_{1}} S_{1 i} + μ_{2} Σ_{i = 1}^{N_{2}} S_{2 i} + μ_{3} Σ_{i = 1}^{N_{3}} S_{3 i}}{Σ_{i = 1}^{N_{A}} S_{i}} \times 5

式中，μ₁、μ₂和μ₃，分别为1级、2级和3级负荷所对应的负荷权重系数，μ₁+μ₂+μ₃＝1；影响系数S取1或者0.8；

影响系数：工作日，S取1；周末，S取0.8。

较佳的，所述步骤S216中馈线的风险值计算公式为：

馈线的风险值R＝馈线的重要系数M*安全指数H。

较佳的，该系统包括实时数据采集设备、实时数据存储设备、实时数据处理设备和人机界面显示设备，所述实时数据存储设备分别与所述实时数据采集设备、实时数据处理设备和人机界面显示设备连接；

所述实时数据采集设备用于采集配电网馈线的实时数据，并将所述实时数据传输到所述实时数据存储设备，所述实时数据处理设备用于对所述实时数据进行分析计算后得到配电网馈线的风险值，并将所述配电网馈线的风险值传输到所述实时数据存储设备，所述实时数据存储设备用于存储配电网馈线的实时数据和计算得到的配电网馈线的风险值，所述人机界面显示设备用于将配电网馈线的风险值取出并绘制成图形进行显示；

所述实时数据包括配电网馈线所联配电变压器一次侧电压数据、配电变压器负载数据、配电变压器油温数据、配电网馈线所包含馈线段负载数据和配电网馈线所包含电缆分接头温度数据。

较佳的，所述实时数据采集设备包括电压采集器、负载采集器和温度采集器，所述电压采集器用于实时采集配电变压器一次侧电压数据，所述负载采集器用于实时采集配电变压器负载数据和配电网馈线所包含馈线段负载数据，所述温度采集器用于实时采集配电变压器油温数据和配电网馈线所包含电缆分接头温度数据。

相对于现有技术本发明的有益效果为：本发明提供的配电网馈线在线风险监测方法和监测系统，以电网实时运行参数为基础，并且充分考虑了风险因素的时间效应，实现了馈线的在线风险监测，提高了用户供电可靠性。

另外，通过设定每条馈线的风险基准值，将每条馈线的风险基准值和风险值在二维坐标平面上画出，能够很清楚的反映出馈线的危险程度。

附图说明

图1为实施例一中配电网馈线在线风险监测系统的结构框图；

图2为实施例二中配电网馈线在线风险监测方法的流程图；

图3为实施例二中配电网馈线的风险显示图；

图4为实施例二中计算配电网馈线的风险值的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案和优点作更详细的说明。

实施例一：

如图1所示，是本发明提供的一种配电网馈线在线风险监测系统，该系统包括实时数据采集设备1、实时数据存储设备2、实时数据处理设备3和人机界面显示设备4，所述实时数据存储设备3分别与所述实时数据采集设备1、实时数据处理设备2和人机界面显示设备4连接。所述实时数据采集设备1用于采集配电网馈线的实时数据，并将所述实时数据传输到所述实时数据存储设备2，所述实时数据处理设备3用于对所述实时数据进行分析计算后得到配电网馈线的风险值，并将所述配电网馈线的风险值传输到所述实时数据存储设备2，所述实时数据存储设备2用于存储配电网馈线的实时数据和计算得到的配电网馈线的风险值，所述人机界面显示设备4用于将配电网馈线的风险值取出并绘制成图形进行显示。

所述实时数据包括配电网馈线所联配电变压器一次侧电压数据、配电变压器负载数据、配电变压器油温数据、配电网馈线所包含馈线段负载数据和配电网馈线所包含电缆分接头温度数据。所述实时数据采集设备1包括电压采集器11、负载采集器12和温度采集器13，所述电压采集器11用于实时采集配电变压器一次侧电压数据，所述负载采集器12用于实时采集配电变压器负载数据和配电网馈线所包含馈线段负载数据，所述温度采集器13用于实时采集配电变压器油温数据和配电网馈线所包含电缆分接头温度数据。

所述实时数据采集设备1采集到配电网馈线的实时数据后通过光纤通道将该实时数据传输到所述实时数据存储设备2中并存储，当然也可以用其他方式传输例如无线传输，所述实时数据处理设备3从所述实时数据存储设备2中将所述实时数据取出后进行分析计算后得到配电网馈线的风险值后，将该风险值传输回所述实时数据存储设备2中并存储，所述人机界面显示设备4从所述实时数据存储设备2中获取配电网馈线的风险值并将其绘制成图像进行显示。

在监测配电网馈线的风险程度时，利用本发明提供的在线风险监测系统计算出配电网馈线的风险值，将计算得到的馈线的风险值与馈线的风险基准值进行比较，如果风险值大于基准值，则馈线存在风险，且相差越大风险越大；如果风险值小于基准值，则馈线是安全的。另外，也可将每条馈线的风险基准值和风险值在人机界面显示设备4中的二维坐标平面上绘制成图像，如图3所示，落到该图像上的每个点，即为所监测的配电网馈线中的一条馈线，以基准线为参照，反映馈线的危险程度，通过观察该图像就能很清楚知道所监测的配电网馈线中哪条馈线为安全线路，哪条线路为危险线路，从而能够及时对危险线路进行检修，排除安全隐患，进而避免电力能源的浪费。

实施例二：

如图2所示，是本发明提供的一种配电网馈线在线风险监测方法，该方法包括以下步骤：

步骤S100，采集配电网馈线的实时数据。

实时数据采集设备采集配电网馈线的实时数据，采集到该实时数据后通过光纤通道将该实时数据存储到实时数据存储设备中，该实时数据包括配电网馈线所联配电变压器一次侧电压数据、配电变压器负载数据、配电变压器油温数据、配电网馈线所包含馈线段负载数据和配电网馈线所包含电缆分接头温度数据。

其中，实时数据采集设备包括电压采集器、负载采集器和温度采集器，电压采集器用于实时采集配电变压器一次侧电压数据，负载采集器用于实时采集配电变压器负载数据和配电网馈线所包含馈线段负载数据，温度采集器用于实时采集配电变压器油温数据和配电网馈线所包含电缆分接头温度数据。

步骤S200，根据所述实时数据分析计算获取配电网馈线的风险值。

实时数据处理设备从实时数据存储设备中获取实时数据并进行分析计算后得到配电网馈线的风险值，并将该风险值传送到实时数据存中并存储。

步骤S300，将所述馈线的风险值与馈线的风险基准值进行比较判断馈线的风险大小。

得到配电网馈线的风险值后，通过将馈线的风险值与馈线的风险基准值进行比较，如果大于基准值，则馈线存在风险，且相差越大风险越大；如果小于基准值，则馈线是安全的。为了更直观的判断配电网馈线是否在安全运行，将每条馈线的风险基准值和风险值在二维坐标平面上画出，如图3所示，落到该图像上的每个点，即为所监测的配电网中的一条馈线，以基准线为参照，反映出了馈线的危险程度，落在基准线下方的馈线安全运行，落在基准线上方的为危险线路，落在基准上的为临界安全线路。

如图4所示，为计算配电网馈线的风险值的流程图，计算配电网馈线的风险值包括以下步骤：

步骤S210，根据配电网某一时刻的断面数据，计算配电网馈线所联配电变压器、配电网馈线所包含的馈线段和电缆分接头的五个风险指标值。

这五个风险指标值分别为：配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值、配电变压器负载风险指标值、配电变压器油温风险指标值、配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值、配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值。

{ΔU}_{j} = \{\begin{matrix} | U_{j} - U_{1 N} | & (U_{j} < U_{1 N}) \\ | U_{j} - U_{2 N} | & (U_{j} > U_{2 N}) \\ 0 & (U_{1 N} \leq U_{j} \leq U_{2 N}, j = 1, 2, 3, ...) \end{matrix}

式中，ΔU_j为配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值，U_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器的电压值，U_1N为配电变压器正常状态下电压的下限值，U_2N为配电变压器正常状态下电压的上限值。

配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值的计算公式为：

{ΔS}_{T j} = \{\begin{matrix} \frac{| S_{T j} - S_{T i m a x} |}{S_{T i m a x}} & (S_{T j} > S_{T i m a x}) \\ 0 & (S_{T j} \leq S_{T i m a x}, j = 1, 2, 3 ...) \end{matrix}

式中，ΔS_Tj为配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值，S_Tj为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器的负载值，S_Timax为第i个配电变压器正常状态负载限值。

配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值ΔT_j的计算公式为:

{ΔT}_{j} = \{\begin{matrix} | T_{j} - T_{i m a x} | & (T_{j} > T_{i m a x}) \\ 0 & (T_{j} \leq T_{i \max}, j = 1, 2, 3 ...) \end{matrix}

式中，ΔT_j为配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值，T_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器的油温值，T_imax为第i个配电变压器正常状态油温限值。

配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值ΔS_j的计算公式为:

{ΔS}_{j} = \{\begin{matrix} \frac{| S_{j} - S_{i m a x} |}{S_{i m a x}} & (S_{j} > S_{i m a x}) \\ 0 & (S_{j} \leq S_{i m a x}, j = 1, 2, 3 ...) \end{matrix}

式中，ΔS_j为配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值，S_j为第j个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载值，S_imax第i个馈线段正常状态负载限值。

配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值ΔT_CIj的计算公式为：

{ΔT}_{C I j} = \{\begin{matrix} | {ΔT}_{j} - {ΔT}_{i m a x} | & ({ΔT}_{j} > {ΔT}_{i m a x}) \\ 0 & ({ΔT}_{j} \leq {ΔT}_{i m a x}, i = 1, 2, 3 ...) \end{matrix}

式中，ΔT_CIj为配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值，ΔT_j为第j个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度与环境温度之差的值，ΔΤ_imax为第i个电缆分接头温度与环境温度之差的限值。

步骤S211，根据上述五个风险指标值计算每个指标对应的越限指数值。

配电变压器一次侧电压越限指数值的计算公式为：

ρ_{1} = \frac{{&Integral;}_{t_{0}}^{t_{p}} f (t_{i}) d t}{V_{i \max} \cdot T_{i m a x}} = \frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔU}_{j} + {ΔU}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}}

式中，V_imax为配电变压器一次侧电压越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，ΔU_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值，ΔU_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值。

配电变压器负载越限指数值的计算公式为：

ρ_{2} = \frac{{&Integral;}_{t_{0}}^{t_{p}} f (t_{i}) d t}{V_{i \max} \cdot T_{i m a x}} = \frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔS}_{T j} + {ΔS}_{T (j + 1)}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}}

式中，V_imax为配电变压器负载越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，，ΔS_Tj为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值，ΔS_T(j+1)为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值；。

配电变压器油温越限指数值的计算公式为：

ρ_{3} = \frac{{&Integral;}_{t_{0}}^{t_{p}} f (t_{i}) dt}{V_{i \max} . T_{i \max}} = \frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔT}_{j} + {ΔT}_{j + 1}) . Δt}{V_{i \max} . T_{i \max}}

式中，V_imax为配电变压器油温越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，ΔT_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值，ΔT_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值。

配电网馈线所包含馈线段负载越限指数值的计算公式为：

ρ_{4} = \frac{{&Integral;}_{t_{0}}^{t_{p}} f (t_{i}) d t}{V_{i \max} \cdot T_{i m a x}} = \frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔS}_{j} + {ΔS}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}}

式中，V_imax为馈线段负载越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，ΔS_j为第j个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值，ΔS_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值。

配电网馈线所包含电缆分接头温度越限指数值的计算公式为：

ρ_{5} = \frac{{&Integral;}_{t_{0}}^{t_{p}} f (t_{i}) d t}{V_{i \max} \cdot T_{i m a x}} = \frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔT}_{C I j} + {ΔT}_{C I (j + 1)}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}}

步骤S212，根据上述五个越限指数值计算配电网馈线的五个风险指数值。

这五个风险指数值分别为：配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指数值、配电变压器负载风险指数值、配电变压器油温风险指数值、配电网馈线所包含馈线段负载风险指数值、配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指数值。

ρ_{V} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {ρ_{1}}^{2}} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {(\frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔU}_{j} + {ΔU}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}})}^{2}}

式中，V_imax为配电变压器一次侧电压越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，N_A为配电变压器数，ΔU_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值，ΔU_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器一次侧电压风险指标值。

ρ_{S T} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {ρ_{2}}^{2}} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {(\frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔS}_{T j} + {ΔS}_{T (j + 1)}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i m a x}})}^{2}}

式中，V_imax为配电变压器负载越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，N_A为配电变压器数，ΔS_Tj为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值，ΔS_T(j+1)为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值。

ρ_{T S} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {ρ_{3}}^{2}} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {(\frac{Σ_{i = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔT}_{j} + {ΔT}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i \max}})}^{2}}

式中，V_imax为配电变压器油温越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，N_A为配电变压器数，ΔT_j为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值，ΔT_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值。

ρ_{S L} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {ρ_{4}}^{2}} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {(\frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔS}_{j} + {ΔS}_{j + 1}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i \max}})}^{2}}

式中，V_imax为馈线段负载越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，N_A为馈线段数，ΔS_j为第j个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值，ΔS_j+1为第j+1个断面数据下配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值。

ρ_{T C} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {ρ_{5}}^{2}} = \sqrt{\frac{1}{N_{A}} Σ_{i = 1}^{N_{A}} {(\frac{Σ_{j = 1}^{N_{C}} \frac{1}{2} ({ΔT}_{C I j} + {ΔT}_{C I (j + 1)}) \cdot Δ t}{V_{i m a x} \cdot T_{i \max}})}^{2}}

步骤S213，根据上述配电网馈线的五个风险指数值确定风险等级。

根据配电网馈线的五个风险指数值确定配电网馈线所联配电变压器一次电压风险等级、配电变压器负载风险等级、配电变压器油温风险等级、配电网馈线所包含馈线段负载风险等级、配电网馈线所包含电缆分接头温度风险等级。风险等级从低到高依次为1、2、3、4、5级，风险指数值与风险等级对应关系根据表1获取。

ρ值	0	0<ρ≤0.1	0.1<ρ≤0.3	0.3<ρ≤0.5	0.5<ρ≤1
						危险等级	1级	2级	3级	4级	5级

表1风险指数值与风险等级对应关系

步骤S214，根据上述配电网馈线五个风险指数值确定的风险等级综合得到配电网馈线的安全指数H。

配电网馈线的安全指数H的计算公式为：

H = \sqrt{λ_{1} \cdot V^{2} + λ_{2} \cdot {S_{L}}^{2} + λ_{3} \cdot {T_{S}}^{2} + λ_{4} \cdot {S_{T}}^{2} + λ_{5} \cdot {T_{C}}^{2}}

步骤S215，根据配电网馈线所联负荷的重要性系数和其社会影响系数综合得到馈线的重要性系数。

馈线的重要性系数计算公式为：

馈线的重要性系数M＝重要负荷系数L*影响系数S

其中，

L = \frac{μ_{1} Σ_{i = 1}^{N_{1}} S_{1 i} + μ_{2} Σ_{i = 1}^{N_{2}} S_{2 i} + μ_{3} Σ_{i = 1}^{N_{3}} S_{3 i}}{Σ_{i = 1}^{N_{A}} S_{i}} \times 5

式中，μ₁、μ₂和μ₃，分别为1级、2级和3级负荷所对应的负荷权重系数，μ₁+μ₂+μ₃＝1。

影响系数：工作日，S取1；周末，S取0.8。

步骤S216，根据配电网馈线的安全指数H和重要性系数M得到配电网馈线的风险值。

馈线的风险值R计算公式为：

馈线的风险值R＝馈线的重要系数M*安全指数H

综上所述，本发明提供的配电网馈线在线风险监测方法和监测系统，以电网实时运行参数为基础，现了馈线的在线风险监测，提高了用户供电可靠性。另外，通过设定每条馈线的风险基准值，将每条馈线的风险基准值和风险值在二维坐标平面上画出，能够很清楚的反映出馈线的危险程度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种配电网馈线在线风险监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

所述步骤S200具体包括以下步骤：

步骤S216，根据配电网馈线的安全指数和重要性系数得到配电网馈线的风险值；

所述步骤S210中五个风险指标值的计算公式分别为：

配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值的计算公式为：

配电网馈线所联配电变压器油温风险指标值的计算公式为:

配电网馈线所包含馈线段负载风险指标值的计算公式为:

式中，ΔT_CIj为第j个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值，ΔT_j为第j个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度与环境温度之差的值，ΔΤ_imax为第i个电缆分接头温度与环境温度之差的限值；

所述步骤S211中五个风险指标值每个指标对应的越限指数值的计算公式分别为：

配电变压器一次侧电压越限指数值ρ₁的计算公式为：

配电变压器负载越限指数值ρ₂的计算公式为：

式中，V_imax为配电变压器负载越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，ΔS_Tj为第j个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值，ΔS_T(j+1)为第j+1个断面数据下配电网馈线所联配电变压器负载风险指标值；

配电变压器油温越限指数值ρ₃的计算公式为：

式中，V_imax为电缆分接头温度越限指标程度限值，T_imax为时间限值，Δt为两个断面数据的时间间隔，N_c为t_p时间段内的断面数，ΔT_CIj为第j个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值，ΔT_CI(j+1)为第j+1个断面数据下配电网馈线所包含电缆分接头温度风险指标值；

所述步骤S212中配电网馈线的五个风险指数值的计算公式分别为：

2.如权利要求1所述的配电网馈线在线风险监测方法，其特征在于，所述步骤S214中配电网馈线的安全指数的计算公式为：

3.如权利要求2所述的配电网馈线在线风险监测方法，其特征在于，所述步骤S215中馈线的重要性系数计算公式为：

馈线的重要性系数M＝重要负荷系数L*影响系数S

其中，

影响系数：工作日，S取1；周末，S取0.8。

4.如权利要求3所述的配电网馈线在线风险监测方法，其特征在于，所述步骤S216中馈线的风险值计算公式为：

馈线的风险值R＝馈线的重要系数M*安全指数H。