CN106408193A - 一种输电线路网格化风险分析及评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电线路网格化风险分析及评估方法，它包括：对输电线路进行网格划分；确定输电线路网格内影响电网安全的危害因素；确定输电线路网格内影响电网安全的危害事件；对网格内的风险危害严重程度进行量化；对风险因子社会影响进行量化；对风险造成的损失符合或用户性质因素进行量化；建立网格内风险危害值量化评估模型；建立网格内风险发生概率值量化评估模型；建立网格内风险评估模型；本发明建立网格内风险评估模型，对网格内风险进行量化；对风险值高的网格进行重点运维，做好有针对性，充分利用资源包括人力资源和物质资源；从而为网格内的线路运维策略制定提供支撑，解决运维策略制定不合理等问题。
Description
技术领域
本发明属于输电线路灾害危害预防控制技术，尤其涉及一种输电线路网格化风险分析及评估方法。
背景技术
改革开放以来，我国经济持续高速发展，电力系统的稳定发展给国家和社会提供了强劲的发展动力，同时电力系统也越来越多地面临着内外部高危或突发事件。如果造成大面积停电，极有可能酿为现代社会重大灾难，并引发各种次生灾害存在于自然环境和社会环境中各个国家的电力系统，难免受到极端自然条件的挑战和社会环境有意或无意的破坏，随时都可能面临着超过设防水平的电网突发事件带来的大面积停电威胁。电网系统灾难再次凸显了电力安全可靠供应对经济社会发展和保障民生的重要作用。这些事件给全世界电力系统的安全防范敲响了警钟。电力系统作为国家的重要基础设施，其安全稳定运行关系到国家经济和人民生活，在电网络系统内加强电网灾害的监测预警，做好电网灾害的防范工作十分必要。
输电线路网格化风险分析及评估对于现有线路运维具有很好的指导作用，对于保障电网的安全稳定运行，保障社会用电安全和经济稳定发展具有重要作用。目前这对于输电线路的各种灾害，都有着相关的国标或行业标准，获取输电线路网格内的单一风险的分析与评估相对容易。但在实际的输电线路运维工作中，尤其是在特殊时期制定运维策略时，需要根据灾害的实际情况有针对性的对输电线路网格区域进行重点运维，而目前的运维策略大多根据经验或已经发生灾害时再来制定，带有很强的主观性和滞后性，目前急切需要充分发掘输电线路各风险灾害数据来为运维策略服务。
目前对于输电线路网格化风险分析及评估方法的研究不多，普遍还是针对单一灾害来制定输电线路运维策略，且输电线路灾害危害程度分析和评估还存在难点：如灾害种类对输电线路的威胁不容易量化、风险因子社会影响不容易量化、网格风险评估模型需要参考的因素很难确定等。
发明内容：
本发明要解决的技术问题：提供一种输电线路网格化风险分析及评估方法，以解决现有技术对输电线路运维策略在制定时对输电线路网格内的灾害不能进行统筹考虑，制定的运维策略不能真实反映输电线路网格内的重点，也无法针对特运特维时期提供可靠的支撑服务等技术问题。
本发明技术方案：
一种输电线路网格化风险分析及评估方法，它包括：
步骤1、对输电线路进行网格划分；
步骤2、确定输电线路网格内影响电网安全的危害因素；
步骤3、确定输电线路网格内影响电网安全的危害事件；
步骤4、对网格内的风险危害严重程度进行量化；
步骤5、对风险因子社会影响进行量化；
步骤6、对风险造成的损失符合或用户性质因素进行量化；
步骤7、建立网格内风险危害值量化评估模型；
步骤8、建立网格内风险发生概率值量化评估模型；
步骤9、建立网格内风险评估模型。
步骤1所述对输电线路进行网格划分的方法为：将输电线路所在区域的左上角作为起点，划分成若干个1公里×1公里的网格；所述左上角指的是输电线路所在区域的最大横坐标、最小横坐标、最大纵坐标和最小纵坐标定下的边界的左上角。
步骤2所述的危害因素包括外部因素和内部因素，外部因素包括地域特性影响、自然灾害、恶劣气候、污秽、山火和外力破坏影响。
步骤3所述的危害事件是指导致电网危害因素转化为风险后果的突发事件。
步骤7所述的网格内风险危害值量化评估模型为：
风险危害值＝(危害严重程度分值)×(社会影响因数)×(损失负荷或用户性质因数)
步骤8所述网格内风险发生概率值量化评估模型包括：
风险概率值＝(设备类型因数)×(故障类别因数)×(历史数据统计因数)。
步骤9所述的建立网格内风险评估模型为：
电网风险值＝max{(风险危害值)×(风险概率值)}。
步骤4所述的对网格内的风险危害严重程度进行量化的方法为：根据风险对网格内电力系统安全的威胁和负荷损失的程度对风险危害程度进行量化。
步骤5对风险因子社会影响进行量化的方法为：根据风险因子社会影响的范围、威胁程度和恢复时间，对风险因子社会影响进行量化。
本发明有益效果：
本发明将输电线路进行网格划分，根据网格内的风险源，并对网格内的风险进行分析和评估，并对风险值进行量化，既考虑了影响输电线路网格内正常运维的常见风险，也针对运维的需要进行必要的处理和调整，根据评估后网格内的风险值制定对应的运维策略，这样对各个网格内的风险做到有针对性，而且针对不同的网格风险投入相应的资源，避免资源浪费。
本发明主要考虑了在输电线路网格内的风险类别众多的条件下，通过提取影响输电线路网格内的危害因素和危害事件，并通过这些风险进行分析，最大限度的反馈出各个网格内的风险因素并将这些风险进行量化，从而为网格内的线路运维策略制定提供支撑，解决运维策略制定不合理等问题。本发明解决了现有技术输电线路网格化运维策略在制定时对输电线路网格内的风险不能进行统筹考虑和充分利用，制定的运维策略不能真实反映输电线路网格内的重点，也无法针对特运特维时期提供可靠的支撑服务等技术问题。
附图说明：
图1为本发明输电线路网格的划分示意图。
具体实施方式：
一种输电线路网格化风险分析及评估方法，它包括：
步骤1、对输电线路进行网格划分；
由于输电线路多为跨区域，存在着不同区域遇到的风险源不同；按照传统的输电线路中的按照线路运维方式，需要翻山越岭、没有针对性的运维等缺点，本发明对输电线路划分网格后，运维人员只需运维一个网格或多个网格，同时可以充分了解运维网格内的风险源，做到针对性的运维，提高输电线路的安全性
本发明对输电线路进行网格划分的方法为(见图1)：将输电线路所在区域的最大横坐标、最小横坐标、最大纵坐标和最小纵坐标定下边界的矩形的左上角作为起点，将输电线路划分成若干个1公里×1公里的网格。本发明网格大小设计为1*1公里，是因为参考了1个运维人员1天的工作量大小来确定的，目的是使运维人员在一天的工作时间内能够完成一个网格内的输电线路运维工作。充分发挥其工作效率。
步骤2、确定输电线路网格内影响电网安全的危害因素；
网格内的危害因素是指影响电力系统安全稳定性和供电可靠性的特定条件，强调在一定时间范围内的积累作用。网格内的危害应全面分析可能引发电网安全风险的危害因素和危害事件，其中危害因素包括外部因素和内部因素。
外部因素包括：
1)地域特性影响；
2)自然灾害和恶劣气候影响；
3)污秽(污闪)、山火等影响；
4)外力破坏影响；
5)其它。
内部因素包括：
1)系统规划、设计的标准是否满足要求；
2)电网结构和电源分布的合理性；
3)负荷分布及负荷特性的影响；
4)无功补偿与无功平衡的影响；
5)设备选型、配置标准及健康水平的影响；
6)继电保护与安全自动装置的配置及运行状况的影响；
7)运行方式的影响；
8)系统试验、设备检修、工程施工及新设备启动等工作的影响；
9)人员行为和技术素质的影响；
10)电厂及重要用户的影响；
11)其它。
步骤3、确定输电线路网格内影响电网安全的危害事件；所述的危害事件是指导致电网危害因素转化为风险后果的突发事件。强调突发性和瞬间作用，一般应防范电网第一级、第二级电网故障。整理网格内的历史维护资料，统计出输电线路各个网格内电网危害事件。
故障包括：
1)任何线路单相瞬时接地故障重合成功；
2)同级电压的双回线或多回线和环网，任一回线单相永久故障重合不成功及无故障三相断开不重合；
3)同级电压的双回线或多回线和环网，任一回线三相故障断开不重合；
4)任一发电机跳闸或失磁；
5)受端系统任一台变压器故障退出运行；
6)任一大负荷突然变化；
7)任一回交流联络线故障或无故障断开不重合；
8)直流输电线路单极故障；
9)单回线单相永性故障重合不成功及无故障三相断开不重合；
10)任一段母线故障；
11)同杆并架双回线的异名两相同时发生单相接地故障重合不成功，双回线三相同时跳开；
12)单回直流输电系统双极故障。
此外，电网危害事件还应考虑防范可能性较大的N‐2及以上非常规故障，这些故障包括：
1)现场工作可能导致的两个及以上元件同时或相继跳闸；
2)恶劣气候(雷暴、台风、污秽等)和特殊环境(山火影响区域等)下可能发生的两个及以上元件同时或相继跳闸；
3)故障时开关拒动；
4)控制保护、安全稳定控制、通信自动化等二次系统异常导致可能发生的其它非常规故障。
步骤4、对网格内的风险危害严重程度进行量化；所述的对网格内的风险危害严重程度进行量化的方法为：根据风险对网格内电力系统安全的威胁和负荷损失的程度对风险危害程度进行量化。
本发明风险危害严重程度进行量化参考《南方电网运行安全风险量化评估技术规范》。详细分值如下表1：
表1电网风险危害的定级及分值
| 风险威胁程度 | 对应的事故/事件等级 | 分值 |
| 特大事故风险 | 特别重大事故 | 4000～8000 |
| 重大事故风险 | 重大事故 | 2000～2400 |
| 较大事故风险 | 较大事故 | 400～600 |
| 一般事故风险 | 一般事故 | 200～250 |
| 一级事件风险 | 一级事件 | 100～150 |
| 二级事件风险 | 二级事件 | 10～40 |
| 三级事件风险 | 三级事件 | 1～5 |
| 四级事件风险 | 四级事件 | 0 |
| 五级事件风险 | 五级事件 | 0 |
步骤5、对风险因子社会影响进行量化；对风险因子社会影响进行量化的方法为：根据风险因子社会影响的范围、威胁程度和恢复时间，对风险因子社会影响进行量化。
具体量化标准参考表2：
表2社会影响因数
注：对于基准的风险评估，社会影响因数取1。参考《南方电网运行安全风险量化评估技术规范》。
步骤6、对风险造成的损失符合或用户性质因素进行量化；
具体量化标准参考表3：
表3损失负荷或用户性质因数
注：重要城市包括：省会、经济特区、重要旅游城市。参考《南方电网运行安全风险量化评估技术规范》。
在评估电网故障造成负荷损失时，应考虑故障后安全自动装置的动作造成的负荷损失，但不考虑事故前计划安排错峰和计划用电限供的负荷。
步骤7、建立网格内风险危害值量化评估模型；
模型的输入参数包括危害严重程度分值、社会影响因数、损失负荷或用户性质因数。根据评估模型可计算出可以量化的网格内风险危害值。
网格内风险危害值是用来进行评估某种风险对网格内的线路和杆塔安全运行造成危害的严重程度，其计算公式如下：
网格内风险危害值量化评估模型为：
风险危害值＝(危害严重程度分值)×(社会影响因数)×(损失负荷或用户性质因数)
步骤8、建立网格内风险发生概率值量化评估模型；
根据实时情况(天气、设备故障等)、经验(现场施工等)等研究出风险发生概率值进行量化评估模型，并根据该模型量化风险发生概率值。该模型的参数包括设备类型因数、故障类别因数、历史数据统计因数、天气影响因数、设备缺陷影响因数、检修管理因数、检修时间因数、现场施工因数、控制措施因数、操作风险因数。
根据引起后果发生概率的大小，电网安全风险可能性分为可能性很大、可能性较大、可能性一般、可能性较小和可能性很小，如表4所示：
表4风险可能性与量化取值对应表
| 概率等级 | 分值 |
| 可能性很大 | 0.7以上 |
| 可能性较大 | 0.4～0.7 |
| 可能性一般 | 0.2～0.4 |
| 可能性较小 | 0.1～0.2 |
| 可能性很小 | 0～0.1 |
注：参考《南方电网运行安全风险量化评估技术规范》。
表4是风险可能性与量化取值的对应关系，在出现紧急风险灾害需要对网格进行灾害的风险评估时，预估风险发生的概率。而在利用风险评估公式来进行电网风险的发生概率评估时，根据不同评估方法计算方式也不同。
基准的风险评估风险概率值由以下公式计算得出：
风险概率值＝(设备类型因数)×(故障类别因数)×(历史数据统计因数)公式2
基于问题的风险评估的风险概率值由以下公式计算得出：
风险概率值＝(设备类型因数)×(故障类别因数)×(历史数据统计因数)×(天气影响因数)×(设备缺陷影响因数)×(检修管理因数)×(检修时间因数)×(现场施工因数)×(控制措施因数)×(操作风险因数)
步骤9、建立网格内风险评估模型。
评估输电线路的风险值应该取各种潜在危害与可能性分值之乘积的最大值，且在对网格进行线路风险评估时，应取网格中不同线路或杆塔等风险值的最大值，即：
电网风险值＝max{(风险危害值)×(风险概率值)}。
本发明充分考虑危害可能导致的电网危害后果，以及由设备风险、作业风险、操作风险、信息阻塞风险等问题可能导致的电网危害后果；本发明建立网格内风险评估模型，对网格内风险进行量化；对风险值高的网格进行重点运维，做好有针对性，充分利用资源包括人力资源和物质资源；从而为网格内的线路运维策略制定提供支撑，解决运维策略制定不合理等问题。
Claims (9)
1.一种输电线路网格化风险分析及评估方法，它包括：
步骤1、对输电线路进行网格划分；
步骤2、确定输电线路网格内影响电网安全的危害因素；
步骤3、确定输电线路网格内影响电网安全的危害事件；
步骤4、对网格内的风险危害严重程度进行量化；
步骤5、对风险因子社会影响进行量化；
步骤6、对风险造成的损失符合或用户性质因素进行量化；
步骤7、建立网格内风险危害值量化评估模型；
步骤8、建立网格内风险发生概率值量化评估模型；
步骤9、建立网格内风险评估模型。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路网格化风险分析及评估方法，其特征在于：步骤1所述对输电线路进行网格划分的方法为：将输电线路所在区域的左上角作为起点，划分成若干个1公里×1公里的网格；所述左上角指的是输电线路所在区域的最大横坐标、最小横坐标、最大纵坐标和最小纵坐标定下的边界的左上角。
3.根据权利要求1所述的一种输电线路网格化风险分析及评估方法，其特征在于：步骤2所述的危害因素包括外部因素和内部因素，外部因素包括地域特性影响、自然灾害、恶劣气候、污秽、山火和外力破坏影响。
4.根据权利要求1所述的一种输电线路网格化风险分析及评估方法，其特征在于：步骤3所述的危害事件是指导致电网危害因素转化为风险后果的突发事件。
5.根据权利要求1所述的一种输电线路网格化风险分析及评估方法，其特征在于：步骤7所述的网格内风险危害值量化评估模型为：
风险危害值＝(危害严重程度分值)×(社会影响因数)×(损失负荷或用户性质因数)
6.根据权利要求1所述的一种输电线路网格化风险分析及评估方法，其特征在于：步骤8所述网格内风险发生概率值量化评估模型包括：
风险概率值＝(设备类型因数)×(故障类别因数)×(历史数据统计因数)。
7.根据权利要求1所述的一种输电线路网格化风险分析及评估方法，其特征在于：步骤9所述的建立网格内风险评估模型为：
电网风险值＝max{(风险危害值)×(风险概率值)}。
8.根据权利要求1所述的一种输电线路网格化风险分析及评估方法，其特征在于：步骤4所述的对网格内的风险危害严重程度进行量化的方法为：根据风险对网格内电力系统安全的威胁和负荷损失的程度对风险危害程度进行量化。
9.根据权利要求1所述的一种输电线路网格化风险分析及评估方法，其特征在于：步骤5对风险因子社会影响进行量化的方法为：根据风险因子社会影响的范围、威胁程度和恢复时间，对风险因子社会影响进行量化。
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