電力變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法與應(yīng)用

侯昭輝，牛志丹

江蘇核電有限公司，江蘇連云港 222042

步入21 世紀(jì)以來，我國經(jīng)濟(jì)得到全面的發(fā)展，各個(gè)行業(yè)蓬勃發(fā)展。電力行業(yè)作為生活、工作中不可或缺的重要組成部分，也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。電力供應(yīng)中出現(xiàn)的問題越來越突出，所以，電力行業(yè)的建設(shè)步伐越來越快。用電負(fù)荷的增加，對(duì)電力變壓器的可靠性運(yùn)行提出了更高的要求。由此，對(duì)電力變壓器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，意義可見一斑。

1 我國電力變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的現(xiàn)狀

1.1 變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的概念

可靠性評(píng)估是對(duì)變壓器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)。對(duì)其進(jìn)行評(píng)估的實(shí)質(zhì)就是量化變壓器設(shè)備的潛在風(fēng)險(xiǎn)對(duì)社會(huì)造成的影響?？紤]成本、環(huán)境和安全等多方面因素的評(píng)估方法。在對(duì)變壓器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的過程中，對(duì)于所涉及到的各要素都要得到一定程度的反映。所涉及的各要素包括：變壓器設(shè)備本身、系統(tǒng)以及對(duì)社會(huì)的影響，要從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)角度考慮其設(shè)備與資產(chǎn)的雙重屬性。對(duì)于變壓器設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要是以其運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)作為指標(biāo)，綜合起來考慮其在資產(chǎn)、損失程度以及設(shè)備故障等方面的作用

1.2 電力變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的現(xiàn)狀

由于變壓器在電力行業(yè)中的很重要作用，我國對(duì)于這方面的也漸漸深入，對(duì)變壓器設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做出了一系列的研究。比較突出的有以下幾點(diǎn)：

1）引入風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖，并作出一定的改進(jìn)，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估準(zhǔn)確性以及效率得到有效的提高；

2）在將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估向定量方向發(fā)展的過程中，一個(gè)很重要的理論就是將風(fēng)險(xiǎn)矩陣與半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法相結(jié)合；

3）風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)變化率與電壓風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)相結(jié)合，得出電壓脆弱度；

4）結(jié)合模糊數(shù)學(xué)方法，提出了電力設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)定量的評(píng)價(jià)方法；

5）采用可靠性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，定位電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為一種隨機(jī)定量分析工具。

2 電力變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的探討

2.1 基于模糊多準(zhǔn)則決策的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

模糊多準(zhǔn)則決策中包括了模糊理想解與模糊負(fù)理想解。模糊理想解與模糊負(fù)理想解的概念，前者是由每一種屬性中的模糊指標(biāo)值中的極大值組成，后者由則極小值構(gòu)成，這兩種解之間的差異一般使用海明距離的測(cè)度工具來度量。

2.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊層次分析法

模糊層次分析法中涉及到模糊因素或模糊概念，滿足風(fēng)險(xiǎn)對(duì)多因素、多級(jí)的評(píng)價(jià)要求。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有可操作性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)據(jù)模擬能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與分析。采用模糊層次分析法對(duì)變壓器進(jìn)行評(píng)估過程中，對(duì)影響變壓器風(fēng)險(xiǎn)的各風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行模糊一致性處理，得到絕對(duì)權(quán)重值，根據(jù)權(quán)重值可以將風(fēng)險(xiǎn)因素可分為兩類：可忽略的風(fēng)險(xiǎn)因素和關(guān)鍵的風(fēng)險(xiǎn)因素。取關(guān)鍵的風(fēng)險(xiǎn)因素作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)以及特殊結(jié)構(gòu)，對(duì)樣本進(jìn)行訓(xùn)練，從而得到較準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)值。

2.3 小世界網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

小世界效應(yīng)的引用范圍很廣，一般的網(wǎng)絡(luò)都具有小世界效應(yīng)。本文基于設(shè)備的這種小世界特性建立了故障傳播模型，求得了最高風(fēng)險(xiǎn)故障傳播路徑，為電力變壓器的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了依據(jù)。

3 電力變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的應(yīng)用

3.1 模糊多準(zhǔn)則決策風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的應(yīng)用

1）在模糊多準(zhǔn)則決策的基礎(chǔ)上，提出適合于評(píng)估電力變壓器風(fēng)險(xiǎn)的定量評(píng)估體系；

2）模糊化處理嚴(yán)重度、可檢測(cè)度、發(fā)生度等3 項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)，對(duì)于各權(quán)重的分析，可以采用熵重法；

3）在變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中引入模糊多準(zhǔn)則決策，可以有效的提升在嚴(yán)重度、可檢測(cè)度、發(fā)生度3 項(xiàng)指標(biāo)值的準(zhǔn)確度；

3.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊層次分析法

此方法是源于層次分析法，只不過得到了一定的改進(jìn)，這種改進(jìn)主要表現(xiàn)在一致性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、比較判斷矩陣的構(gòu)成方式以及比較判斷矩陣的調(diào)整方法等方面，這種方法使得一致性檢驗(yàn)和調(diào)整工作變得更加具有科學(xué)行、準(zhǔn)確性。模糊層次分析法的基本操作步驟是：

1）電力變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估層次分析結(jié)構(gòu)的建立；

2）引起變壓器風(fēng)險(xiǎn)的各個(gè)因素的模糊互補(bǔ)判斷矩陣的建立；

3）確定權(quán)重系數(shù) 。

3.3 小世界網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞椒ㄔ陔娏ψ儔浩黠L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的應(yīng)用

1）故障傳播強(qiáng)度的確定

對(duì)變壓器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程中，主要應(yīng)該考慮到風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率、后果，小世界網(wǎng)絡(luò)分析法的特性，即是通過引入連接邊負(fù)荷來衡量具有小世界效應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)中故障所造成的后果。連接邊的負(fù)荷越大，故障就越容易通過該邊迅速傳播，對(duì)電力系統(tǒng)造成的危害也就越大。

2）故障傳播模型的構(gòu)建及求解

通過對(duì)故障傳播強(qiáng)度的定義，可以得出最高風(fēng)險(xiǎn)故障傳播路徑即為最高故障傳播強(qiáng)度路徑。在故障傳播過程中，傳播路徑越長，故障源在該傳播路徑上完成傳播的概率就越小，故可設(shè)定一個(gè)概率約束條件，小于這個(gè)概率約束的故障傳播可認(rèn)為是小概率事件，不會(huì)發(fā)生，該故障傳播過程終結(jié)。

4 變壓器設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系的選取原則

對(duì)于變壓器的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，必須要有一個(gè)科學(xué)、考慮全面的體系，其遵循的原則為：

1）完全性原則

評(píng)估體系能夠確保變壓器的工作狀況的穩(wěn)定。

2）簡捷性原則

評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)量盡可能減少，同時(shí)對(duì)次要指標(biāo)進(jìn)行量化處理。評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)能簡單獲得，技術(shù)上可行，便于操作。

3）相對(duì)獨(dú)立性原則

各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間應(yīng)盡量保存獨(dú)立性，避免評(píng)價(jià)指標(biāo)之間相互包容。

4）客觀性原則

評(píng)價(jià)指標(biāo)具有可比性和通用性，避免對(duì)于不同的變壓器之間評(píng)

5 結(jié)論

綜上所述，電力變壓器的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)于維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行方面具有重要的作用，對(duì)于保證用戶用電方面意義重大。對(duì)于電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估有很多方法，要根據(jù)實(shí)際情況合理的選擇方法，這樣，才能及時(shí)的對(duì)變壓器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并及時(shí)的反饋評(píng)估信息，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的處理方案，用以對(duì)變壓器進(jìn)行必要的維護(hù)，保證其正常運(yùn)行，進(jìn)而是我國電力事業(yè)的發(fā)展更上一層樓，造福于廣大的用戶。

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