CN109636238A - 架空线路防雷效能评价方法及装置 - Google Patents

架空线路防雷效能评价方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明适用于电力运维技术领域，提供了一种架空线路防雷效能评价方法及装置，其中，上述方法包括：获取架空线路的多个防雷效能指标；根据多个防雷效能指标的数量分别计算多个防雷效能指标对应的权重；根据多个防雷效能指标和权重，计算架空线路的防雷综合评价指标。本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法及装置，根据架空线路的多个防雷效能指标，并结合各个防雷效能指标的权重，计算得到架空线路的防雷综合评价指标，实现了对架空线路防雷效能的全面有效评估。

Description

架空线路防雷效能评价方法及装置
技术领域
本发明属于电力运维技术领域，尤其涉及一种架空线路防雷效能评价方法及装置。
背景技术
架空线路等输电线路在遭遇雷击时会引起过电压，有可能导致继电保护动作跳闸，造成输电线路停运，引发电网事故和经济损失。随着电力系统的发展，雷击架空线路引起的事故也日益增多。作为防范电网运行风险的重要手段和提升设备运行水平的重要方式，对架空线路进行防雷技术改进的投资逐年加大。在进行防雷技改的前后，都需要对架空线路的防雷效能进行全面、有效、合理的评估。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种架空线路防雷效能评价方法及装置，以解决现有技术中缺乏对架空线路的防雷效能进行全面有效评估的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种架空线路防雷效能评价方法，包括：获取架空线路的多个防雷效能指标；根据所述多个防雷效能指标的数量，分别计算所述多个防雷效能指标对应的权重；根据所述多个防雷效能指标和所述权重，计算所述架空线路的防雷综合评价指标。
本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法，根据架空线路的多个防雷效能指标，并结合各个防雷效能指标的权重，计算得到架空线路的防雷综合评价指标，实现了对架空线路防雷效能的全面有效评估。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述根据所述多个防雷效能指标的数量，分别计算所述多个防雷效能指标对应的权重，包括：根据所述多个防雷效能指标的数量构建判断矩阵；计算所述判断矩阵的一致性比率，并根据所述一致性比率判断所述判断矩阵是否合理；当所述判断矩阵合理时，计算所述判断矩阵对应的特征向量；对所述特征向量进行归一化处理，得到归一化特征向量；所述归一化特征向量中的元素分别为所述多个防雷效能指标对应的权重。
本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法，通过构建判断矩阵并对判断矩阵的一致性比率进行评价，从而识别判断矩阵是否合理，进而根据合理的判断矩阵计算各个防雷效能指标对应的权重。由于通过判断矩阵建立了各指标之间的相互关系，从而使权重的计算结果具有更高的可信度。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，通过
构建所述判断矩阵；其中，A表示所述判断矩阵；n表示所述多个防雷效能指标的数量；aij＝f(xi,xj)，表示指标xi和指标xj之间相比的重要性标度；当i＝j时，aij＝1；当i≠j时，aij＝1/aji。
本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法，通过不同指标之间相比的重要性标度构建判断矩阵，使各指标之间相互联系起来，有利于提高通过判断矩阵计算得到的权重的可信度。
结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，通过
计算所述判断矩阵的一致性比率；其中，CR表示所述判断矩阵A的一致性比率；表示所述判断矩阵A的一致性指标；λmax为所述判断矩阵A的最大特征值；n表示所述多个防雷效能指标的数量；R1表示平均随机一致性指标，为与n有关的常数。
本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法，充分认识到指标的判断矩阵与客观的指标之间的重要程度存在误差，通过一致性比率对判断矩阵进行一致性校验，从而识别不合理的判断矩阵。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述根据所述一致性比率判断所述判断矩阵是否合理，包括：判断所述判断矩阵的一致性比率是否小于预设阈值；当所述判断矩阵的一致性比率小于预设阈值时，判定所述判断矩阵合理。
本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法，通过阈值比较的方式，结合判断矩阵的一致性比率，能够快速识别判断矩阵是否合理，为后续步骤利用判断矩阵计算权重做好准备。
结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，通过
计算所述判断矩阵对应的特征向量；其中，表示所述判断矩阵A对应的特征向量；特征向量中的元素
本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法，利用公式，并结合判断矩阵，分别计算判断矩阵每一行元素的乘积的n次方根，并将计算结果作为对应指标的权重，能够方便快捷地计算出各个权重的取值。
结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，通过
计算所述归一化特征向量；其中，W表示所述归一化特征向量；表示所述判断矩阵A对应的特征向量；表示特征向量w中的元素。
本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法，通过归一化处理使特征向量中各个元素，即各个权重的取值得到均衡处理，有利于客观、合理地反应各个指标的重要程度。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种架空线路防雷效能评价装置，包括：输入单元，用于获取架空线路的多个防雷效能指标；计算单元，用于根据所述多个防雷效能指标的数量，分别计算所述多个防雷效能指标对应的权重；所述计算单元还用于根据所述多个防雷效能指标和所述权重，计算所述架空线路的防雷综合评价指标。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面任一实施方式所述方法的步骤。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面任一实施方式所述方法的步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法的一个具体示例的流程图；
图2是本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法的另一个具体示例的流程图；
图3是本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价装置的一个具体示例的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的终端设备的一个具体示例的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本发明实施例提供了一种架空线路防雷效能评价方法，如图1所示，该架空线路防雷效能评价方法可以包括以下步骤：
步骤S101：获取架空线路的多个防雷效能指标。在一具体实施方式中，效能指标可以包括雷击跳闸率、雷击故障停运率、雷击风险指标和耐雷水平等四个方面的评价指标。具体的，雷击跳闸率可以分为雷击跳闸重合成功提升率、绕击跳闸率降低率、反击跳闸率降低率、雷击跳闸率降低率；雷击故障停运率可以分为雷击故障停运次数降低率和雷击故障停运时间降低率；雷击风险指标可以分为防雷措施有效性指标、线路风险值变化率、五级风险杆塔占比降低率和六级风险杆塔占比降低率；耐雷水平指标可以分为绕击耐雷水平提升率和反击耐雷水平提升率。
在实际应用中，可以通过公式(1)计算雷击跳闸重合成功提升率：
其中，W1为雷击跳闸重合成功提升率，U2为治理后雷击跳闸重合成功率，U1为治理前雷击跳闸重合成功率。
可以通过公式(2)计算绕击跳闸率降低率：
其中，W2为绕击跳闸率降低率，V1为治理前绕击跳闸率，V2为治理后绕击跳闸率。具体的，绕击跳闸率＝绕击跳闸次数×2.78/(线路长度×计算年度×地闪密度)。
可以通过公式(3)计算反击跳闸率降低率：
其中，W3为反击跳闸率降低率，X1为治理前反击跳闸率，X2为治理后反击跳闸率。具体的，反击跳闸率＝反击跳闸次数×2.78/(线路长度×计算年度×地闪密度)。
可以通过公式(4)计算雷击跳闸率降低率：
其中，W4为雷击跳闸率降低率，Y1为治理前雷击跳闸率，k为避雷器动作次数，L1为线路长度，n1为计算年度，ρ为地闪密度，Y2为治理后雷击跳闸率。具体的，雷击跳闸率＝雷击跳闸次数×2.78/(线路长度×计算年度×地闪密度)。
可以通过公式(5)计算雷击故障停运次数降低率：
其中，W5为雷击故障停运次数降低率，Z1为治理前雷击故障停运次数，Z2为治理后雷击故障停运次数。
可以通过公式(6)计算雷击故障停运时间降低率：
其中，W6为雷击故障停运时间降低率，I1为治理前雷击故障停运时间，I2为治理后雷击故障停运时间。
可以通过公式(7)计算防雷措施有效性：
其中，W7为防雷措施有效性，G1为防雷改造杆塔数量，G2为安装防雷措施后仍雷击跳闸杆塔数量。
可以通过公式(8)计算线路风险值变化率：
其中，W8为线路风险值变化率，L1为治理前线路的风险值，L2为治理后线路风险值。风险值的计算技术方法，可以按照《重要输电通道风险评估导则》(Q/GDW 11450-2015)附录B的规定，首先确定隐患排查技术路线，对重要输电通道开展隐患排查，找出技术要素的风险区段；其次，根据隐患内容，在导则附录C中表C4选取相应的L、E、C值，按照如下公式计算该技术要素风险区段的风险值。
R＝C×E×L
其中，R为风险值；C为事件发生的后果，其赋值见《重要输电通道风险评估导则》(Q/GDW 11450-2015)附录C中表C1要求；E为事件发生的频率，其赋值见《重要输电通道风险评估导则》(Q/GDW 11450-2015)附录C中表C2要求；L为事件发生的可能性，其赋值见《重要输电通道风险评估导则》(Q/GDW11450-2015)附录C中表C3要求。
可以通过公式(9)计算六级风险杆塔占比降低率：
其中，W8为六级风险杆塔占比降低率，P1防雷措施实施前六级风险杆塔占比，P2防雷措施实施后六级风险杆塔占比。
可以通过公式(10)计算五级风险杆塔占比降低率：
其中，W9为五级风险杆塔占比降低率，M1为防雷措施实施前五级风险杆塔占比，M2防雷措施实施后五级风险杆塔占比。
可以通过公式(11)计算绕击耐雷水平提升率：
其中，W11为绕击耐雷水平提升率，N2为防雷措施安装后绕击耐雷水平，N1为防雷措施安装前绕击耐雷水平。
可以通过公式(12)计算反击耐雷水平提升率：
其中，W12为反击耐雷水平提升率，S2防雷措施安装后反击耐雷水平，S1防雷措施安装前反击耐雷水平。
对于进行防雷技术改造的架空线路，在对其进行评估时，还可以引入成本效益指标。在一具体实施方式中，可以利用以下公式(13)计算成本效益指标：
其中，Q13为全寿命周期成本效益，H2为线路不治理方案全寿命周期年费用，H1为线路治理方案全寿命周期年费用，E1为线路防雷治理成本(总投资)，LCC1为线路不治理全寿命周期内总费用，LCC2为线路治理全寿命周期内总费用，N1为线路不治理全寿命周期年数(一般取值为30年)，N2为线路治理全寿命周期年数(取值为已运行年数+30年)。
其中，LCC1计算公式如下：
LCC1＝(k1+k2+k3+n1)×(k4+k5)+n2×(k6+k7×j1)
式中，k1为初期建设成本，k2为历史运维检修费用，k3为历史防雷治理成本，n1为发生线路雷害年至治理前年数，k4为线路雷害年度运行成本，k5为历年防雷治理年均成本，n2为剩余计算年数，k6为正常运行年度不治理的运维检修费用，k7为历年防雷治理年均成本，j1为气象调整系数。
LCC2计算公式如下：
LCC2＝(c1+c2+c3+c4+m1)×(c5+c6)+m2×(c7+c8×i1)
式中，c1为初期建设成本，c2为历史运维检修费用+，c3为历史防雷治理成本，c4为防雷治理建设成本，m1为发生线路雷害至治理前年数，c5为线路雷害年度运行成本，c6为历年防雷害治理年均成本，m2为剩余计算年数，c7为治理后恢复正常运行运维检修费用。
步骤S102：根据多个防雷效能指标的数量，分别计算多个防雷效能指标对应的权重。在一具体实施方式中，如图2所示，可以通过以下几个子步骤实现步骤S102的过程：
步骤S1021：根据多个防雷效能指标的数量构建判断矩阵。具体的，可以通过公式(14)构建判断矩阵：
其中，A表示判断矩阵；n表示多个防雷效能指标的数量；aij＝f(xi,xj)，表示指标xi和指标xj之间相比的重要性标度；当i＝j时，aij＝1；当i≠j时，aij＝1/aji。f(xi,xj)的选择方法根据指标xi和xj之间的重要程度由1～9比较尺度得到。
步骤S1022：计算判断矩阵的一致性比率，并根据一致性比率判断判断矩阵是否合理。当判断矩阵合理时，执行步骤S1023；当判断矩阵不合理时，返回步骤S1021。
在一具体实施方式中，可以通过公式(15)计算判断矩阵的一致性比率：
其中，CR表示判断矩阵A的一致性比率；表示判断矩阵A的一致性指标；λmax为判断矩阵A的最大特征值；n表示多个防雷效能指标的数量；R1表示平均随机一致性指标，为与n有关的常数，其取值见表1。当判断矩阵的一致性比率CR小于预设阈值时，可以判定判断矩阵合理。在实际应用中，预设阈值可以设定为0.01。
表1平均随机一致性指标
步骤S1023：计算判断矩阵对应的特征向量。在一具体实施方式中，可以通过公式(16)计算判断矩阵对应的特征向量：
其中，表示判断矩阵A对应的特征向量；特征向量中的元素
步骤S1024：对特征向量进行归一化处理，得到归一化特征向量。归一化特征向量中的元素分别为多个防雷效能指标对应的权重。在一具体实施方式中，可以通过公式(17)计算归一化特征向量：
其中，W表示归一化特征向量；表示判断矩阵A对应的特征向量；表示特征向量中的元素。
步骤S103：根据多个防雷效能指标和权重，计算架空线路的防雷综合评价指标。由各指标的数值和权重系数可以求得综合评价值。在一具体实施方式中，可以采用公式(18)所示的线性加权模型计算架空线路的防雷综合评价指标：
其中，yi为架空线路的防雷综合评价指标，n为指标的个数，xij为采集的样本j中第i个指标的指标值。
本发明实施例提供的架空线路防雷效能评价方法，从电网线路规划的角度出发，为架空线路生产技改项目投资策略提供有力支撑。充分结合架空线路雷击风险及其雷害理论，风险效益理论以及全周期成本理论，选取了相关影响线路防雷效果的评价指标。该指标体系从宏观角度对架空线路防雷效果进行全方位、多角度的准确评价，有利于各地区根据当地情况具体分析评价，有利于根据地方特点优化线路的防雷项目投资方案，能够更好地提高设备利用率和节约资源，更好的为经济发展服务。采用网络层次分析法赋权，建立了各指标之间的相互关系，保证了指标计算的精确度，让计算结果具有更高的可信度。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明实施例还提供了一种架空线路防雷效能评价装置，如图3所示，该架空线路防雷效能评价装置可以包括：输入单元301和计算单元302。
具体的，输入单元301用于获取架空线路的多个防雷效能指标；其具体的工作过程可参考上述方法实施例中步骤S101所述。
计算单元302用于根据多个防雷效能指标的数量，分别计算多个防雷效能指标对应的权重，以及用于根据多个防雷效能指标和权重，计算架空线路的防雷综合评价指标；其具体的工作过程可参考上述方法实施例中步骤S102至步骤S103所述。
本发明实施例还提供了一种终端设备，如图4所示，该终端设备可以包括处理器401和存储器402，其中处理器401和存储器402可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
处理器401可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器401还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器402作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的架空线路防雷效能评价方法对应的程序指令/模块(例如，图3所示的输入单元301和计算单元302)。处理器401通过运行存储在存储器402中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的架空线路防雷效能评价方法。
存储器402可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器401所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器402可选包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器401。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器402中，当被所述处理器401执行时，执行如图1至图2所示实施例中的架空线路防雷效能评价方法。
上述终端设备具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种架空线路防雷效能评价方法，其特征在于，包括：
获取架空线路的多个防雷效能指标；
根据所述多个防雷效能指标的数量，分别计算所述多个防雷效能指标对应的权重；
根据所述多个防雷效能指标和所述权重，计算所述架空线路的防雷综合评价指标。
2.如权利要求1所述的架空线路防雷效能评价方法，其特征在于，所述根据所述多个防雷效能指标的数量，分别计算所述多个防雷效能指标对应的权重，包括：
根据所述多个防雷效能指标的数量构建判断矩阵；
计算所述判断矩阵的一致性比率，并根据所述一致性比率判断所述判断矩阵是否合理；
当所述判断矩阵合理时，计算所述判断矩阵对应的特征向量；
对所述特征向量进行归一化处理，得到归一化特征向量；所述归一化特征向量中的元素分别为所述多个防雷效能指标对应的权重。
3.如权利要求2所述的架空线路防雷效能评价方法，其特征在于，通过
构建所述判断矩阵；
其中，A表示所述判断矩阵；n表示所述多个防雷效能指标的数量；aij＝f(xi,xj)，表示指标xi和指标xj之间相比的重要性标度；当i＝j时，aij＝1；当i≠j时，aij＝1/aji。
4.如权利要求3所述的架空线路防雷效能评价方法，其特征在于，通过
计算所述判断矩阵的一致性比率；
其中，CR表示所述判断矩阵A的一致性比率；表示所述判断矩阵A的一致性指标；λmax为所述判断矩阵A的最大特征值；n表示所述多个防雷效能指标的数量；R1表示平均随机一致性指标，为与n有关的常数。
5.如权利要求4所述的架空线路防雷效能评价方法，其特征在于，所述根据所述一致性比率判断所述判断矩阵是否合理，包括：
判断所述判断矩阵的一致性比率是否小于预设阈值；
当所述判断矩阵的一致性比率小于预设阈值时，判定所述判断矩阵合理。
6.如权利要求5所述的架空线路防雷效能评价方法，其特征在于，通过
计算所述判断矩阵对应的特征向量；
其中，表示所述判断矩阵A对应的特征向量；特征向量中的元素
7.如权利要求6所述的架空线路防雷效能评价方法，其特征在于，通过
计算所述归一化特征向量；
其中，W表示所述归一化特征向量；表示所述判断矩阵A对应的特征向量；表示特征向量中的元素。
8.一种架空线路防雷效能评价装置，其特征在于，包括：
输入单元，用于获取架空线路的多个防雷效能指标；
计算单元，用于根据所述多个防雷效能指标的数量，分别计算所述多个防雷效能指标对应的权重；
所述计算单元还用于根据所述多个防雷效能指标和所述权重，计算所述架空线路的防雷综合评价指标。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
CN201811624934.7A 2018-12-28 2018-12-28 架空线路防雷效能评价方法及装置 Active CN109636238B (zh)

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