摘要：随着我国特高压工程的推进，电网间互联程度进一步加深，远距离、大容量的输电线路对系统的影响也日益增加。因此，制定科学的输电线路维护策略，保证线路可靠性是坚强互联大电网安全运行的关键之一。本文研究多维因素影响下输电线路的运维方法，提出相关因素的数据分析架构，采用基于系统风险评估的运维方式，探索差异化思想在线路科学运维中的应用。
关键词：多维因素影响；输电线路；长期差异化；运维策略研究
1导言
电力工业作为重要的基础能源产业，为国民经济其他行业提供了基本的运行动力，与国家经济的发展密切相关。随着我国经济的持续健康增长，国内用电需求也在稳步提升，加之“西电东送”的国家战略以及“坚强智能电网”的发展目标，我国输电网络的建设规模也日益增大，特别是大容量、远距离送电的特高压电网得到了飞速发展。
2多维影响因素的线路运维数据分析框架
2.1基于风险评估的线路运维数据双维度分析方法
基于风险评估的线路运维方法通过考虑电力系统中各线路的故障概率以及故障后果，建立更贴近实际的分析模型，从系统具体的风险考量，制订科学的运维方案。其基本流程为：首先，对与系统风险相关的线路运维数据进行分析，将不同种类的数据规整为具有层次性的信息，为风险的准确评估提供数据支撑。之后，根据可靠性数据建立线路的故障率模型，线路的故障类型包括老化故障和随机故障。其次，结合相关数据，设定不同运维措施对线路故障率的改善情况和资源消耗情况。之后，结合运维措施与线路可靠性参数的映射关系，建立考虑系统风险的运维模型。最终选择合适的优化算法，得到提高系统运行可行性，兼顾其余指标的运维方法。基本流程图如图2.1所示。
图2.1基于风险评估的线路运维流程
由上可得，基于风险评估的线路运维方法主要特点在于对线路进行的风险评估。不同于状态运维，风险评估研究的重点并非仅仅在于设备的状态一一即设备退出运行的概率，其同样关注设备退出运行后对系统整体的影响，该影响采用具体的指标予以量化，以更确切、直观地反映设备停运造成的后果。当前电力系统多采用切负荷量以表现事故造成的后果，本文同样采用切负荷量作为事故严重性指标，并考虑线路电压过低特别是线路潮流越限导致的切负荷量。由基于风险评估的线路运维基础概念和基本流程可得，运维操作源于系统对应时刻的风险。因此，准确的风险评估是制订合理运维措施的保障，而风险评估相关数据的分析则是提高风险评估准确性的基础。现有文献中的基于风险评估的线路运维方法，很少涉及到具体的数据分析框架。且所分析的数据仅仅是线路故障率建模所需数据，即只影响风险发生的概率，而对风险导致的后果所涉及的因素并未提出明确的处理方法。故当前还缺乏一个涉及电力系统风险的全面数据分析模型。当前数据监测和采集系统得到的与输电网风险相关的数据，具有体量庞大、种类繁杂、形式多样的特点。为挖掘影响系统可靠性的基本因素，结合风险数据的类型以及电网的拓扑特点，本文提出基于纵横双维度的线路运维风险数据分析方法。结合相关数据的类型以及电网的拓扑特点，风险评估数据可从两个维度上进行分类以及分析：纵向维度和横向维度。纵向维度代表风险评估数据的结构层次，表示以电网数据为中心，依托于电网各等级结构的自下而上风险相关数据。从微观数据级别的底层数据：微观气压、微观温度、微观湿度；到线路级别的下层数据：线路的投运日期、线路电压电流、线路的规格型号；到站点级别的中层数据：包含线路的种类数量、接线方式、供电范围的负荷类型：再到区域级别的上层数据：区域接入负荷总量、区域天气情沉、区域地理环境；最终到电网级别的顶层数据：电网运行方式、电网网架结构、社会相关政策二纵向维度能够清晰地体现不同类型数据影响的电网层面，反映了风险评估数据由个体到整体的递进关系，有利于结合数据对电网进行分层次、有顺序的科学风险评估。横向维度代表风险评估数据的内在差异，表示电网同级别层面之间的数据的区别：不同线路之间投运日期的差别，到接线方式的不同，再到区域之间不同的地理位置。横向维度能够反映电网中同一类型对象之间在属性上的不同，表现了待研究电网对象在相关影响因素上的差异性，从而真实反映电网不同区域、不同站点直至不同线路之间在风险信J自、上的区别，有利于针对信息反映出的电网薄弱环节进行针对性的评估和差异化的维护。对线路运维风险大数据的维度分类与分析结构如图2.2所示。经过上述数据分析，即可得到按照时序排列的，影响系统风险的各个线路运维底层因素。底层影响因素由多维数据交互而成，某些数据存在一定时间藕合关系，如某一底层因素的系统运行方式、供电负荷等信息在夏季与冬季的部分时间均有对应，从而使底层影响因素在时序上存在重叠。但本文基于风险评估，以线路故障率、负荷损失为评估标准，即研究对象为底层影响因素在线路以及系统可靠性等宏观层面的映射。而且在中长期时间尺度下，这些宏观指标具有较明显的时序性差异，因此底层影响因素可能存在的非独立性，对运维策略制定的影响并不显著，仍能够反映线路故障率的变化情况，同时也可充分反映系统风险的时变性，便于进一步对线路在运维中的重要胜进行准确评估。
2.2线路层面运维影响因素分析
结合提出的线路运维风险数据双维度分析框架，以及不同因素对风险发生概率、风险后果的影响程度，以及当前工程实际可获取数据，在中长期时间尺度上按照纵向层次性和横向差异性汇总运行方式、区域天气类型以及线路参数这些主要风险影响因素。这些因素能够在宏观上反映线路运维数据对线路故障的概率、系统失效后产生的损失，因此对这些主要因素的影响机理、演化模式进行分析，能够建立基础的风险评估数据处理背景，是支撑其他风险影响因素，保证系统时空风险刻画精确性的重要前提。故本文主要对这三个因素进行重点解释和说明，只对这些因素涉及的层面进行研究，不对其他因素的具体形式进行分析。天气、线路参数在中长期时间尺度工具有一定的统计性和规律性，故可作为常规因素进行分析，同时，这两个因素主要影响线路的运行状态环境，即对线路运维的影响在于线路的故障概率，故作用范围为单条或多条线路；近年来，随着风电的大规模集中接入，风电的渗透率加之其固有的波动性，使得系统潮流分布发生深刻改变，系统运行方式的随机性增强，而系统运行方式也决定了预想线路停运事故造成损失的大小，其作用范围为整个系统。因此考虑到两类因素影响层面和变化特性的区别，本章结合负荷与风电的变化规律，对系统运行方式的不确定性另外进行重点的分析。
3结语
综上，虽然现阶段我国采取状态运维策略，在提高输电线路运行安全性、减少运维工作量方面取得了明显的成果，但由于技术、经济等客观因素的限制，仍需要对输电线路的运维策略进行研究。因此，如何在有限的资源约束下，保证运维效益最大化，是当前实施科学运维策略，提高运维水平所函需解决的重要问题。
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论文作者:姜丹彤,张峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/3
标签：线路论文; 数据论文; 电网论文; 因素论文; 风险论文; 风险评估论文; 维度论文; 《基层建设》2018年第34期论文;