CN107403268A - 输电线路风险评估系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电线路风险评估系统，包括采集模块、评估模块、存储模块和展示模块；采集模块：采集输电线路运行数据、杆塔规格参数和气象实时监测数据；评估模块：解析采集数据，并对输电线路上的杆塔进行风险等级评估，对输电线路上的区段进行风险状态评估；存储模块：对采集数据和评估结果进行存储；展示模块：对采集数据和评估结果GIS进行展示。本发明通过对输电线路数据和气象监测数据对接，使系统处理分析结果准确度高、应用性强并实现数据共享，为输电线路展示和信息集中提供平台。
Description
技术领域
本发明涉及一种输电线路风险评估系统，属于电力系统的输电风险评估领域。
背景技术
随着经济的持续发现和居民需求的不断增长，电网的规模日趋复杂、庞大，跨区线路、特高压工程不断增加，对重要输电线路的供电可靠性和稳定性的要求不断提高。输电线路广泛分布在野外环境中，受到天气情况的影响比较大，特别是污闪、大风、雷击、鸟害等会使得设备本体状态下降，更有可能产生的架空线路故障，造成人身及财产损失。因此急需能够对输电线路风险进行多角度、综合的评估与分析系统，预测输电线路的潜在风险点，指导架空线路的运行和检修工作。
目前，对于输电线路上设备风险的评估及综合展示上存在诸多不足之处。第一，监测类型单一，不能进行风险因素的综合分析。造成输电线路，特别是架空线路的影响因素比较多，从外部因素角度来看，还有雷击、鸟害、污闪、风偏、冰冻、舞动等因素；内部因素还有杆塔和线路的规格型号、线路负载等。只有将这些因素都考虑到，并进行综合分析能够更准确的预测输电线路的风险点。第二，输电线路危害专题图绘制需要自动化。电网当前的雷、风、冰、舞动、鸟害等专题图仍停留在绘图，资料收集依靠人工进行的传统阶段，运维部门不易消耗吸收，存在效率低下，事倍功半的问题。第三，输电线路灾害风险评估模型需要完善。电网电压等级众多、结构复杂，所处地理环境多变、各类灾害气候时有发生，更需要智能专题图和各类风险因素以完善电网设备灾害风险评估方法，为提高设备动态评价能力，制订改造计划、差异化防护策略提供技术支持。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了输电线路风险评估系统。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
输电线路风险评估系统，其特征在于：包括采集模块、评估模块、存储模块和展示模块；
采集模块：采集输电线路运行数据、杆塔规格参数、气象实时监测数据和环保数据；
评估模块：解析采集数据，对输电线路上的杆塔进行风险等级评估，并对输电线路区段进行风险状态评估；
输电线路区段定义为：定义连续的S个杆塔，从第一个杆塔到第S个杆塔之间的线路为输电线路上的一个区段；
存储模块：对采集数据和评估结果进行存储；
展示模块：将采集数据和评估结果在电网GIS平台中展示。
输电线路气象实时监测数据包括气象多功能站点数据、强对流实况数据、气象实时数据、雷电数据和短期天气预报数据。
对杆塔进行风险等级评估的过程为，
定义杆塔上存在N种风险类型，每种风险类型的技术参数包括后果技术严重程度L、危害事件发生的频率E、后果可能性C和风险权重系数K；
计算各种风险的风险值，
Ri＝L×E×C×K
其中，Ri为第i种风险的风险值，i∈[1,N]；
找出最大的风险值为Rmax；
计算所有风险合计值
计算风险值标准差其中为所有风险值的平均值；
当风险值标准差大于等于阈值P时，取Rmax为该杆塔的风险等级评估值，当风险值标准差小于阈值P时，取为该杆塔的风险等级评估值；
根据风险等级评估值和预设的杆塔风险等级评估规则，对杆塔进行风险等级评估。
对输电线路区段进行风险状态评估的过程为，
计算该区段中各杆塔的风险扣分值，
Ms＝As×Ks
其中，Ms为第s个杆塔的风险扣分值，s∈[1,S]，As为第s个杆塔风险等级对应的扣分值，为预设的值，Ks为主风险权重系数；杆塔的主风险定义为：杆塔上有若干个类型的风险，其中对杆塔影响最大的风险即为主风险；
找出最大风险扣分值；
将该区段所有杆塔的风险扣分值相加，得到总扣分值
根据最大风险扣分值、总扣分值和预设的区段风险等级评估规则，对区段进行风险状态评估。
对输电线路区段进行风险状态评估的过程为，
计算该区段中各杆塔的风险扣分值，
Ms＝As×(Ks0×Bs0％+Ks1×Bs1％+0+Ksn×Bsn％)
其中，Ms为第s个杆塔的风险扣分值，s∈[1,S]，As为第s个杆塔风险等级对应的扣分值，为预设的值，n表示第s个杆塔有n种风险，Ksj为第j种风险权重系数，Bsj％为第j种风险对杆塔影响的百分比，j∈[1,n]；
找出最大风险扣分值；
将该区段所有杆塔的风险扣分值相加，得到总扣分值
根据最大风险扣分值、总扣分值和预设的区段风险等级评估规则，对区段进行风险状态评估。
展示模块还用以实现数据查询和管理，用以展示GIS基础图层、地理专题图层、GIS电网资源图层、灾害专题图、气象专题图和数据统计分析图表。
本发明所达到的有益效果：本发明通过对输电线路数据和气象监测数据对接，使系统处理分析结果准确度高、应用性强并实现数据共享，为输电线路展示和信息集中提供平台；本发明对输电线路杆塔和区段进行评估，建立输电线路风险数据库，以全局性视角提升输电电线路的精益化管理水平；本发明展示与GIS相结合，自动化程度高，并且展示更加直观清晰。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，输电线路风险评估系统，包括采集模块、评估模块、存储模块和展示模块。
采集模块：采集输电线路运行数据、杆塔规格参数、气象实时监测数据和环保数据；输电线路气象实时监测数据包括气象多功能站点数据、强对流实况数据、气象实时数据、雷电数据和短期天气预报数据。
评估模块：解析采集数据，对输电线路上的杆塔进行风险等级评估，并对输电线路区段进行风险状态评估。
输电线路区段定义为：定义连续的S个杆塔，从第一个杆塔到第S个杆塔之间的线路为输电线路上的一个区段。
对杆塔进行风险等级评估的过程为：
a1)定义杆塔上存在N种风险类型，每种风险类型的技术参数包括后果技术严重程度L、危害事件发生的频率E、后果可能性C和风险权重系数K。
一般情况下一个杆塔上可能存在11种风向类型，具体如表一所示，每种风险类型的技术参数受输电线路运行数据、杆塔规格参数和气象实时监测数据影响，技术参数的具体数值需要根据实际情况实时调整。
表一 风险权重系数表
a2)计算各种风险的风险值，
Ri＝L×E×C×K
其中，Ri为第i种风险的风险值，i∈[1,N]。
a3)找出最大的风险值为Rmax。
a4)计算所有风险合计值
a5)计算风险值标准差其中为所有风险值的平均值。
a6)当风险值标准差大于等于阈值P时，取Rmax为该杆塔的风险等级评估值R；当风险值标准差小于阈值P时，取为该杆塔的风险等级评估值R。
a7)根据风险等级评估值和预设的杆塔风险等级评估规则，对杆塔进行风险等级评估。
风险值标准差大于等于阈值P时，这里P的取值为10，预设的杆塔风险等级评估规则如表二所示：
表二 风险值标准差大于等于阈值时的风险等级评估规则
| 风险等级 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ |
| 风险值 | R＜30 | 30≤R＜70 | 70≤R＜200 | 200≤R |
当风险值标准差小于阈值P时，这里P的取值为10，预设的杆塔风险等级评估规则如表三所示：
表三 风险值标准差小于阈值时的风险等级评估规则
这里将风险等级分成四级，当然也可以根据需求或实际情况，多划分或少划分几个等级。
对输电线路区段进行风险状态评估的过程，有以下两种情况：
1)如果主风险对杆塔影响大于等于B％，；杆塔的主风险定义为：杆塔上有若干个类型的风险，其中对杆塔影响最大的风险即为主风险；这里95≤B≤100，也就是说其他风险的影响很小，几乎忽略不计，则区段风险状态评估的过程如下：
b1)计算该区段中各杆塔的风险扣分值，
Ms＝As×Ks
其中，Ms为第s个杆塔的风险扣分值，s∈[1,S]，As为第s个杆塔风险等级对应的扣分值，为预设的值，Ks为主风险权重系数。
具体扣分如表四所示：
表四 扣分表
b2)找出最大风险扣分值。
b3)将该区段所有杆塔的风险扣分值相加，得到总扣分值
b4)根据最大风险扣分值、总扣分值和预设的区段风险等级评估规则，对区段进行风险状态评估。
区段风险等级评估规则如表五所示：
表五 区段风险等级评估规则
2)如果主风险对杆塔影响小于B％，也就是说其他风险对杆塔也有影响，则区段风险状态评估的过程如下：
c1)计算该区段中各杆塔的风险扣分值，
Ms＝As×(Ks0×Bs0％+Ks1×Bs1％+0+Ksn×Bsn％)
其中，Ms为第s个杆塔的风险扣分值，s∈[1,S]，As为第s个杆塔风险等级对应的扣分值，为预设的值，n表示第s个杆塔有n种风险，Ksj为第j种风险权重系数，Bsj％为第j种风险对杆塔影响的百分比，j∈[1,n]。
c2)找出最大风险扣分值。
c3)将该区段所有杆塔的风险扣分值相加，得到总扣分值
c4)根据最大风险扣分值、总扣分值和预设的区段风险等级评估规则，对区段进行风险状态评估。
存储模块：对采集数据和评估结果进行存储；这里评估的结果不光是评估获得的风险等级和风险状态，还包括一些矢量数据和业务数据等。
展示模块：用以实现数据查询和管理，用以GIS基础图层、地理专题图层、GIS电网资源图层、灾害专题图、气象专题图、数据统计分析图表、采集数据和评估结果在电网GIS平台中展示。
数据管理是对风险数据、杆塔风险数据和区段风险数据的分析与管理,其中风险数据是通过输电巡检人员手动录入的风险信息。
GIS电网资源图层主要展示电网在输电时所用的电线、杆塔等信息。GIS电网资源图层是将电网资源按电压等级分类(110KV、220KV、>＝500KV)，每一种类别分为一个图层在电子地图上展示。
评估结果展示就是通过评估计算后得到的杆塔风险等级和区段风险状态，经由后台封装成一组数据组件，以接口方式传送至前端，最终前端对GIS图上的重要线路进行绘制，对不同风险段绘制不同颜色并标注风险信息展示在地图上。
数据统计分析图表通过不同维度分析展现，各地市自然灾害统计、各地市隐患不合格统计、不同类型自然灾害统计和主网设备风险等级统计。
上述系统通过对输电线路数据和气象监测数据对接，使系统处理分析结果准确度高、应用性强并实现数据共享，为输电线路展示和信息集中提供平台；对输电线路杆塔和区段进行评估，建立输电线路风险数据库，以全局性视角提升输电电线路的精益化管理水平；展示与GIS相结合，自动化程度高，并且展示更加直观清晰。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.输电线路风险评估系统，其特征在于：包括采集模块、评估模块、存储模块和展示模块；
采集模块：采集输电线路运行数据、杆塔规格参数、气象实时监测数据和环保数据；
评估模块：解析采集数据，对输电线路上的杆塔进行风险等级评估，并对输电线路区段进行风险状态评估；
输电线路区段定义为：定义连续的S个杆塔，从第一个杆塔到第S个杆塔之间的线路为输电线路上的一个区段；
存储模块：对采集数据和评估结果进行存储；
展示模块：将采集数据和评估结果在电网GIS平台中展示。
2.根据权利要求1所述的输电线路风险评估系统，其特征在于：输电线路气象实时监测数据包括气象多功能站点数据、强对流实况数据、气象实时数据、雷电数据和短期天气预报数据。
3.根据权利要求1所述的输电线路风险评估系统，其特征在于：对杆塔进行风险等级评估的过程为，
定义杆塔上存在N种风险类型，每种风险类型的技术参数包括后果技术严重程度L、危害事件发生的频率E、后果可能性C和风险权重系数K；
计算各种风险的风险值，
Ri＝L×E×C×K
其中，Ri为第i种风险的风险值，i∈[1,N]；
找出最大的风险值为Rmax；
计算所有风险合计值
计算风险值标准差其中为所有风险值的平均值；
当风险值标准差大于等于阈值P时，取Rmax为该杆塔的风险等级评估值，当风险值标准差小于阈值P时，取为该杆塔的风险等级评估值；
根据风险等级评估值和预设的杆塔风险等级评估规则，对杆塔进行风险等级评估。
4.根据权利要求1所述的输电线路风险评估系统，其特征在于：对输电线路区段进行风险状态评估的过程为，
计算该区段中各杆塔的风险扣分值，
Ms＝As×Ks
其中，Ms为第s个杆塔的风险扣分值，s∈[1,S]，As为第s个杆塔风险等级对应的扣分值，为预设的值，Ks为主风险权重系数；杆塔的主风险定义为：杆塔上有若干个类型的风险，其中对杆塔影响最大的风险即为主风险；
找出最大风险扣分值；
将该区段所有杆塔的风险扣分值相加，得到总扣分值
根据最大风险扣分值、总扣分值和预设的区段风险等级评估规则，对区段进行风险状态评估。
5.根据权利要求1所述的输电线路风险评估系统，其特征在于：对输电线路区段进行风险状态评估的过程为，
计算该区段中各杆塔的风险扣分值，
Ms＝As×(Ks0×Bs0％+Ks1×Bs1％+…+Ksn×Bsn％)
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