基于集對(duì)分析法的架空輸電線路狀態(tài)評(píng)價(jià)

陳學(xué)平

摘 要：集對(duì)分析法是一種基于評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)復(fù)雜問題體系之上的，致力于解決運(yùn)行中的架空輸電線路評(píng)價(jià)參數(shù)指標(biāo)過多這類問題的一種多層分析法。它能夠?qū)旊娋€路進(jìn)行綜合狀態(tài)下的評(píng)估，包括對(duì)輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)、量化以及得出最終的評(píng)價(jià)指標(biāo)量值。其具有十分重要的存在意義和應(yīng)用價(jià)值，因?yàn)榧芸蛰旊娋€路的正確狀態(tài)評(píng)價(jià)和檢測(cè)是后續(xù)針對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行修正和檢測(cè)的重要依據(jù)和基礎(chǔ)。因此本文就從集對(duì)分析法在架空輸電線路狀態(tài)的評(píng)價(jià)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，分析其狀態(tài)評(píng)價(jià)的有效性，并為未來架空輸電線路的評(píng)價(jià)狀態(tài)提供新的思考和方法。

關(guān)鍵詞：集對(duì)分析法;架空輸電線路;狀態(tài)評(píng)價(jià);層次分析法

1. 前言

架空輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，因此，線路設(shè)備的健康狀態(tài)事關(guān)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。近些年來，我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展如火如荼，伴隨著城市化進(jìn)程的不斷加快和用電規(guī)模的擴(kuò)展，電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模正處于快速激增的發(fā)展趨勢(shì)，而電網(wǎng)設(shè)備的檢修工作壓力隨之而來，這其中最為重要的部分就是狀態(tài)評(píng)價(jià)。狀態(tài)評(píng)價(jià)是其整個(gè)檢修管理的工作基礎(chǔ)，也是核心環(huán)節(jié)。因此，對(duì)架空輸電線路，提供必要的監(jiān)督和監(jiān)控作業(yè)，并對(duì)其進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，是電網(wǎng)運(yùn)行中必不可少的中間環(huán)節(jié)[1]。

2. 層次分析以及物元可拓綜合評(píng)判法的相關(guān)內(nèi)容

2.1 層次分析法

架空輸電線路狀態(tài)的影響因素是復(fù)雜多樣、種類繁多的，面對(duì)其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性，我們不應(yīng)采取相同的分析方法來進(jìn)行分析，因此，采用完全定量的方法進(jìn)行分析和評(píng)估是有失偏頗和背離實(shí)際的。而層次分析法正是針對(duì)這類復(fù)雜問題進(jìn)行分析的有效手段，在復(fù)雜環(huán)境和問題中，能夠找準(zhǔn)層次進(jìn)行解決。層次分析法是一種將定性與定量分析有機(jī)結(jié)合的綜合決策方法，它的優(yōu)勢(shì)有包括對(duì)定量數(shù)據(jù)信息的需求量較少、使用方法較為簡(jiǎn)單，以及應(yīng)用方法簡(jiǎn)潔等優(yōu)勢(shì)。層次分析法使用的基本中心思想，就是在當(dāng)前復(fù)雜問題基礎(chǔ)之上建立一個(gè)立體的能夠滿足當(dāng)前描述內(nèi)容且分層足夠明確的模型。這一模型主要分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層三大層次。該模型建立完成后，會(huì)有專業(yè)的技術(shù)人員及相關(guān)專家對(duì)不同層次的影響因素進(jìn)行研判，最后給出相應(yīng)的比例標(biāo)度。再對(duì)各個(gè)層次的影響因素以及要性權(quán)值進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷[2]。對(duì)其進(jìn)行合理排序后，我們就能夠根據(jù)排序的結(jié)果知曉最終的解決方案和應(yīng)對(duì)策略，其應(yīng)用起來十分的簡(jiǎn)潔明了，且最終結(jié)果的呈現(xiàn)也具有一定的準(zhǔn)確性和合理性。層次分析法是一種針對(duì)性很強(qiáng)的技術(shù)方法，能夠面對(duì)多元繁雜的分析環(huán)境，能夠解決多樣性的復(fù)雜問題，它是運(yùn)用于狀態(tài)評(píng)價(jià)的有效方法之一。

2.2 物元可拓評(píng)判法

物元可拓評(píng)判法之所以能夠得以廣泛應(yīng)用，是因?yàn)檩旊娋€路的狀態(tài)評(píng)估量不能夠使用精確的數(shù)據(jù)來描述，物元可拓評(píng)判法能夠?qū)⑵淞炕u(píng)估結(jié)果，并予以完整詮釋。物元可拓的評(píng)估辦法其實(shí)是建立在可拓集合論的基礎(chǔ)之上。其使用依據(jù)是物元的可拓性，使用方法是根據(jù)關(guān)聯(lián)函數(shù)之間事物建立起有效的制約因素和事物相互之間以及因素相互之間的聯(lián)系水平和數(shù)量上的關(guān)系這一標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合定性定量的方法，集中對(duì)一個(gè)對(duì)象或者多個(gè)對(duì)象進(jìn)行優(yōu)劣評(píng)價(jià)。物元可拓評(píng)判法范圍下的評(píng)價(jià)對(duì)象是全面的和多樣的。其評(píng)價(jià)對(duì)象包括事物、策略、方法等不同的單元。進(jìn)行物元可拓綜合評(píng)價(jià)的實(shí)際應(yīng)用步驟主要分為七個(gè)步驟：一是判定該對(duì)象的衡量條件，二是確定標(biāo)準(zhǔn)之后進(jìn)行構(gòu)建可拓學(xué)評(píng)估模型，三是根據(jù)模型得出評(píng)估物元的經(jīng)典域和節(jié)域;四是確定待評(píng)物元;五是以所建模型為基礎(chǔ)確立關(guān)聯(lián)函數(shù)并予以計(jì)算;六是確定權(quán)重;七是計(jì)算待評(píng)價(jià)的物元綜合關(guān)聯(lián)系數(shù)并判定待評(píng)價(jià)物元的評(píng)價(jià)級(jí)別。

3. 輸電線路狀態(tài)評(píng)價(jià)模型的建立

3.1 輸電線路評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)

架空輸電線路的設(shè)備狀態(tài)有其特殊型和復(fù)雜性，因此它最突出的特點(diǎn)就是線路部件多、距離長(zhǎng)、多樣化。我們?cè)谶\(yùn)用層次分析法進(jìn)行狀態(tài)分析時(shí)，首先就是要建立完整的輸電線路態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，這是我們最初所建的目標(biāo)層。該目標(biāo)層一共包括5個(gè)準(zhǔn)則層，他們分別是：桿塔，桿塔是基礎(chǔ)，它能夠從彎曲度、傾斜度、裂紋、腐蝕、構(gòu)件牢固等不同缺陷進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)整理;導(dǎo)地線，該準(zhǔn)則層主要是從弧垂、斷股、地線銹蝕等狀態(tài)進(jìn)行分析;絕緣子，主要是從污穢、零值、自爆、鋼帽鋼腳銹蝕等現(xiàn)狀進(jìn)行分析;金具，主要從磨損、腐蝕、松動(dòng)、疲勞等角度考慮;接地裝置及附屬設(shè)施，主要從接地體電阻值、接地體埋深、接地體連接、電力設(shè)施及其保護(hù)區(qū)等現(xiàn)場(chǎng)變化情況考慮。這五個(gè)部分共同組成了目標(biāo)層的構(gòu)建，全方面和多角度的反應(yīng)了架空線路存在的設(shè)備缺陷和潛存的隱患風(fēng)險(xiǎn)[3]。

3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定共分為以下兩個(gè)方面：一是構(gòu)造并判斷矩陣，我們?cè)诮⒌哪Ｐ椭蠈?duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)判，通過對(duì)矩陣之內(nèi)不同重要程度層級(jí)的對(duì)比，明確其主次關(guān)系以及相關(guān)的權(quán)重和評(píng)價(jià)指標(biāo)。二是確定指標(biāo)權(quán)重并進(jìn)行一致性的檢驗(yàn)，根據(jù)第一步驟對(duì)矩陣的相關(guān)識(shí)別，進(jìn)行針對(duì)性的元素分析，對(duì)每一層的元素都要逐一地進(jìn)行重要性分析，不同層次的因素之間的評(píng)價(jià)和得分情況都存在一定出入，因?yàn)槭怯蓪＜腋鶕?jù)兩個(gè)因素之間的重要性打分得出的最終結(jié)果，因此，我們后續(xù)對(duì)其一致性進(jìn)行判斷和檢驗(yàn)是十分必要的。經(jīng)過檢驗(yàn)核校后，能夠準(zhǔn)確判定矩陣是否偏離相關(guān)指標(biāo)。

3.3 可拓學(xué)評(píng)價(jià)方法

以可拓集合論為基礎(chǔ)的可拓學(xué)評(píng)價(jià)方法，主要是利用可拓?cái)?shù)學(xué)作為其發(fā)展和使用的理論，再加之可拓學(xué)的相關(guān)邏輯分析作為骨干進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)的方法。一般在使用時(shí)會(huì)給物元進(jìn)行編號(hào)和確定其名稱，將其相應(yīng)事物特征的基本元進(jìn)行定位，以有序三元組的形式對(duì)其進(jìn)行描述，我們也將這一結(jié)果稱之為物元，可拓學(xué)評(píng)價(jià)方法共分為四部分，分別是經(jīng)典域和節(jié)域的確定、待評(píng)物元的確定、關(guān)聯(lián)函數(shù)的計(jì)算和確定以及最終對(duì)輸電線路狀態(tài)等級(jí)的評(píng)定。

3.4 輸電線路可拓學(xué)評(píng)價(jià)分析

首先我們通過輸電線路的各個(gè)指標(biāo)和數(shù)據(jù)將權(quán)重系數(shù)以及關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算出來，之后針對(duì)其結(jié)果得出評(píng)價(jià)對(duì)象的關(guān)聯(lián)程度，不同關(guān)聯(lián)程度下的狀態(tài)單元是不一樣的，當(dāng)輸電線路整體狀態(tài)表現(xiàn)為“注意”狀態(tài)時(shí)，就說明其個(gè)別部分出現(xiàn)了缺陷需要入手制定檢修計(jì)劃。這是可拓學(xué)理論在實(shí)際應(yīng)用過程中的具體體現(xiàn)，通過對(duì)架空輸電線路進(jìn)行狀態(tài)的有效評(píng)估，我們能夠清晰的從各個(gè)數(shù)據(jù)和等級(jí)指標(biāo)的展顯示中看出，該線路需要檢修的部分以及所處的健康狀態(tài)。此時(shí)針對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)較差的部分，相關(guān)的檢修人員可以有針對(duì)性的對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的檢查和制定檢修策略?？赏貙W(xué)評(píng)價(jià)能夠?qū)⑤旊娋€路的狀態(tài)直觀的展示給維修人員，關(guān)于“嚴(yán)重”情況、“異?！鼻闆r、“注意”情況、“正?！鼻闆r下的各狀態(tài)，也能夠使用不同的維修方法，差異化制定狀態(tài)檢修策略，由此節(jié)省了人力、財(cái)力資源。

結(jié)束語

基于集對(duì)分析法的架空輸電線路評(píng)價(jià)狀態(tài)，有其使用價(jià)值和應(yīng)用內(nèi)涵，它能夠準(zhǔn)確直觀的表達(dá)對(duì)架空輸電線路的健康水平進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)，于線路運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)更為準(zhǔn)確全面，分區(qū)域和分層次的展示了設(shè)備的運(yùn)維狀況?？梢哉f應(yīng)用集對(duì)分析法，實(shí)現(xiàn)了架空輸電線路運(yùn)行中的能控、可控，既能夠節(jié)省人力和物力資源，還能夠規(guī)范性的體現(xiàn)所屬設(shè)備的健康運(yùn)行狀態(tài)，無疑是架空輸電線路運(yùn)維過程中不可或缺的應(yīng)用方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁志堅(jiān)， 李佳運(yùn)， 王建楠. 基于集對(duì)分析和D-S證據(jù)理論的繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)估方法[J]. 廣西電力， 2019， v.42;No.180（05）：9-14+29.

[2]王德意， 趙承， 楊國(guó)清，等. 基于集對(duì)分析法的架空輸電線路狀態(tài)評(píng)價(jià)[J]. 工業(yè)工程， 2017， 20（005）：72-78.

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