PDF《基于风险关键特征量的输电线路运行环境风险评估》

基于风险关键特征量的输电线路运行环境风险评估 胡志鹏1 ,刘剑1 ,张玻2 ,王美荣2 ,邝石3 ,杨雪瑞4 ( 1.

武汉大学电气工程学院,湖北省武汉市

4 3

0 0

7 2;

2. 国网四川省电力公司德阳供电公司,四川省德阳市

6 1

8 0

0 0;

3. 国网河南省电力公司郑州供电公司,河南省郑州市

4 5

0 0

0 0;

4. 国家电网东北电力调控分中心,辽宁省沈阳市

1 1

0 1

8 0 ) 摘要:目前架 空输电线路运行环境的整体风险评估主要基于复杂的危险源辨别和风险评估(HIRA) 和累积扣分法, 为了简化输电线路运行环境风险评估方法, 建立了结合最小二乘支持向量 机( L S G S VM) 和主成分分析( P C A) 的架空输电线路运行环境整体风险评估模型.首先, 通过对故 障跳闸情况进行统计分析, 得到1 0种危害架空输电线路安全的运行环境技术因素, 并提取出相应 的表征风险特征量;

考虑实际数据采集的工作量和风险评估的复杂性, 使用 P C A 对特征量进行降 维处理, 得到权重较大的关键特征量;

将这些风险关键特征量作为 L S G S VM 的输入, 建立了风险评 估预测模型.最后, 以传统评估结果为样本给出评估模型训练和测试结果, 结果表明模型预测分类 的精度可以达到9 5%. 关键词:架空输电线路;

风险评估;

最小二乘支持向量机;

主成分分析;

风险关键特征量;

降维;

风险状态预测 收稿日期:

2 0

1 6 G

1 2 G

1 3;

修回日期:

2 0

1 7 G

0 3 G

0 9. 上网日期:

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0 5 G

1 6. 国家自然科学基金青年基金资助项目(

5 1

0 0

7 0

6 6 ) .

0 引言 随着输电线路中电力设备可靠性和调控水平的 不断提高, 由电力系统内部因素, 如负荷水平、 设备 可靠性、 运行时间、 线路潮流等引起的输电线路故障 情况越来越少[

1 G 2] .相反地, 随着全球气候变化的日 益反常, 输电线路运行外部环境条件 更加复杂, 覆冰、 雷击、 强风、 树木速长、 鸟害、 污秽、 山火、 泥石流、 滑坡沉陷等恶劣灾害对输电线路的影响 越来越显 著, 线下大型设备的增多, 架空输电线路面临着越来 越严峻的考验.2

0 1 1年, 在2

2 0~5

5 0k V 架空输电 线路的故障中, 自然灾害和气象因素导致的输电线 路故障占了8 4.

3 6%, 由此引发的电网安全和稳定运 行问题日渐突出[

3 G 6] . 对于架空输电线路, 由于其周边环境的复杂性、 多变性以及不确定性, 恶劣气象灾害引发的线路故 障难以预料, 检修任务繁重.文献[

7 G

1 8] 对单个因 素进行分析建模, 缺乏综合性的风险评估, 难以对架 空输电线路的运行环境整体风险做出准确描述.近 年来也出现了一些对输电线路运行环境整体风险进 行评价的文献[

1 9 G

2 0] , 但多环境危害因素对输电线路 的运行环境整体影响还少有研究.文献[

2 1 ] 综合考 虑了输电线路状态评估参数繁多, 建立了一个关键 参数体系进行评估. 参考国家和行业标准[

2 2] , 结合实际运行经验, 以运行环境为技术要素对输电线路进行评估, 需要 考虑火灾、 冰害、 舞动、 风害、 地质灾害、 污闪、 异物、 雷击、 机械外破、 树线放电、 鸟害共1 1个技术要素. 由于输电线路的分布位置较广, 运行环境复杂, 导致 技术因素的特征参量信息采集困难, 工作量巨大, 运 用国家电网规则对输电线路进行风险评估的方案也 较为繁琐.在发生自然灾害时, 技术因素之间具有 很大的相关性, 例如冰雪灾害下, 舞动、 冰灾和冰害 对线路的影响相互叠加.为避免重复计算相关技术 因素对线路的影响, 更加简化线路的风险评估, 减少 数据采集的工作量, 有必要选取关键性技术因素进 行评估, 除去影响较小的技术因素, 同时建立一个适 用性较强且评估简易的方法对输电线路运行环境整 体风险进行评估. 鉴于以上分析, 本文采用最小二乘支持向量机 ( L S G S VM) 和主成分分析( P C A) 算法来评估输电线 路运行环境整体风险, 相对于传统的利用危险源辨 别和风险 评估(HIRA) 方法进行计算的累计扣分法, 不需要人工评估风险调整系数, 且避免了相关性 较大技术因素对线路风险影响的叠加计算, 同时减 少了数据收集工作量, 其构造的风险分类器基于结 构风险最小化原理, 可以在满足可靠性的基础上, 极061第4 1卷第1 8期2017年9月2 5日Vol.41N o .