基于大數(shù)據(jù)背景下的輸電線路狀態(tài)評估和故障檢測研究

方仁挺

（國網(wǎng)西藏電力建設(shè)有限公司 西藏 拉薩 850000）

對于現(xiàn)階段存在的海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，可以通過在眾多數(shù)據(jù)中進(jìn)行對核心信息提取的方法，有利于進(jìn)一步分析大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)交互；對輸電線路風(fēng)險的評測主要是通過多源數(shù)據(jù)分析算法進(jìn)行建模；對眾多的計算模型進(jìn)行有機(jī)融合，此方法不僅適用于長期的狀態(tài)評估和故障預(yù)測，還適用于短期的預(yù)測評估；最后對其運用狀況進(jìn)行具體分析，支持輸電路的電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)度以及運營管理。

1 架空輸電線路雷害風(fēng)險評估模型

架空輸電線路雷害風(fēng)險評估主要包括以下流程：

①首先需要分析架空輸電線路曾發(fā)生過的因雷擊導(dǎo)致的故障數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)規(guī)則為置信度，關(guān)于對置信度量化表的構(gòu)建，需要結(jié)合周圍的環(huán)境和其本身固有的特征。

②通過對輸電線路本體所具有的的特征與其所處的環(huán)境特征進(jìn)行有效結(jié)合，觀察關(guān)聯(lián)規(guī)則量化表得出的每個特征屬性相應(yīng)的置信度，最終能夠得到相應(yīng)的桿塔單元的各特征因子雷害關(guān)聯(lián)度值，進(jìn)而構(gòu)建雷害關(guān)聯(lián)度矩陣。

③結(jié)合熵權(quán)理論與相關(guān)公式，通過特征因子的信息熵可以明確推斷出特征因子的比重，從而可以構(gòu)建加權(quán)雷害關(guān)聯(lián)度矩陣。

④對灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)的計算，共識和能夠?qū)Ω鳁U塔單元在以不同特征因子為證據(jù)體下的基本信度分配值進(jìn)行確定。

⑤為了能夠順利得到關(guān)于雷擊的確信度，需要先將相關(guān)的數(shù)據(jù)理論與具備不同特征的因子進(jìn)行結(jié)合，得到數(shù)據(jù)的基本確信度，之后再次進(jìn)行計算，進(jìn)而得出最終結(jié)論。

⑥通過采取相應(yīng)的公式，將所得到的雷擊確信度進(jìn)行映射處理，新城功能線路的雷擊跳閘率。

⑦根據(jù)架空線路雷害風(fēng)險頂級方法可以得知，線路雷害風(fēng)險總共可以分為五個等級。

表 1中 PI 為待評估線路通過上述方法計算得到的雷擊跳閘率值。Pav為所有架空輸電線路雷擊跳閘率的平均值 ，該值 可以通過歷 史雷擊故障數(shù)據(jù) 獲得，即為Pav=Nlightning/(Lall×y)，Nlightning 為 y 年累積的架空輸電線路雷擊故障次數(shù)，Lall 為架空輸電線路的總長度（單位：百公里）。

表1 架空輸電線路雷害風(fēng)險定級表

2 基于風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合概率的輸電線路漂浮物故障風(fēng)險評估

2.1 線路漂浮物對電網(wǎng)故障的時空分析

由于某些物體被風(fēng)吹到空中飄浮，在飄浮的過程中懸掛或觸碰到輸電線路上，從而造成輸電路因扭曲變形引起的絕緣裕度下降，在特殊情況話，還極易發(fā)生更加危險的情況，空氣間隙因絕緣裕度降低后被減少，導(dǎo)致嚴(yán)重的放電現(xiàn)象。進(jìn)而引發(fā)輸電線路的跳閘現(xiàn)象這類物品往往包括塑料薄膜、繩子、風(fēng)箏等易于被風(fēng)吹起飄浮的物品。最困難的是這類物品一旦懸掛到輸電導(dǎo)線上通常會進(jìn)行纏繞，不易脫離，并且在經(jīng)歷過首次閃落后，會促使空氣間隙其中的額導(dǎo)電粒子數(shù)量大幅度增加，從而導(dǎo)致整條線路的絕緣度降低，而第二次發(fā)生故障的幾率就會大大增加。

2.2 漂浮物引發(fā)電網(wǎng)故障的風(fēng)險評估

漂浮物引起的故障主要劃分為線路漂浮物跳閘率計算、有效的對線路信息進(jìn)行采集整理、評定規(guī)范風(fēng)險的等級。評估流程如圖1所示。

采集線路信息：主要包括以下三個方面：首先是對輸電線路本體技術(shù)信息的獲取，其次是輸電走廊周邊環(huán)境的信息采集，最后是考察周圍的氣象站，記錄歷史風(fēng)俗和風(fēng)向。

計算線路漂浮物的跳閘率：主要需要通過公式構(gòu)建將從氣象站獲得的風(fēng)速數(shù)據(jù)，取最大值和最小值進(jìn)行函數(shù)運算，其次通過漂浮物的懸掛數(shù)據(jù)計算出相應(yīng)參數(shù)，最終可以運用公式得出線路每月各段輸電線路的漂浮物跳閘率。

評定風(fēng)險等級：主要是將線路上漂浮物的懸掛數(shù)量，與出現(xiàn)跳閘故障的概率，進(jìn)行風(fēng)險定級。而對于架空輸電線路中數(shù)量較多的數(shù)據(jù)，探索出了從眾多數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵要素的方法，有效分析大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的具體原理；運用多源數(shù)據(jù)的分析算法，探索出了輸電線路風(fēng)險評估關(guān)聯(lián)知識建模方法；得出了一些計算模型，其主要適用于包括長期和短期在內(nèi)的狀態(tài)評估和故障預(yù)測。

3 結(jié)語

此篇文章通過引入了大數(shù)據(jù)的概念以及其相關(guān)分析方法，對架空輸電線路狀態(tài)的評估和故障預(yù)測問題進(jìn)行了深入的研究。在研究的過程中，發(fā)現(xiàn)在使用大數(shù)據(jù)對電力設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評估，以及對電力設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)測的過程中，主要面臨的幾個核心問題是：數(shù)據(jù)數(shù)量多但質(zhì)量低、數(shù)據(jù)的共享范圍小程度低、數(shù)據(jù)的具體特征參數(shù)不容易被提取、數(shù)據(jù)的相關(guān)融合體系需要進(jìn)一步完善。相信通過各方面的改進(jìn)，大數(shù)據(jù)分析法在電力評估上的作用能夠有所改觀。