（1.国网榆林供电公司 陕西榆林 719000；2.华北电力大学 北京 102206）
摘要：现场运行的输电线路情况错综复杂，在实际运行中，往往会受到覆冰、落雷、污秽、鸟害、风力、人为因素等发生意外的瞬时性故障或者永久性故障。常用的输电线路可靠性模型计算量往往受系统规模影响较大，不易处理相关事件和模拟实际校正策略。本文基于灰色预测技术，考虑将输电线路所受到的各种影响因素，建立了一种较为实用的输电线路可靠性预测模型。
关键词：输电线路；灰色理论；可靠性预测
引言
由于中国社会和国民经济的迅猛增长，人民的生活条件不停的改善，中国的电力供应已逐渐趋于紧张状态，电网输送电能的压力逐渐变大，采用目前世界最先进的特高压、远距离送电技术已势在必行。
保障输电线路安全可靠是从电网规划、设计和运行等一些实际活动中亟待解决的模型[1]。输电线路可靠性是对输电线路的最根本的要求，指线路运行过程中能够持续、稳定、安全的对其用户完成电力输送的任务的概率，而输电网络的可靠性我们往往用发电单位对其用户的意外停电的时间和总时间的比值来评估的，由于输电线路担任着电力系统发电、输电和配电流程中潮流传输桥梁的重任，是电力系统中必不可少的一环，输电线路的安全可靠性模型的构建拥有重要的实际价值。电力的输送过程是一个复杂的系统。根据各网省公司输电线路运行状况的综合统计，造成线路故障的关键因素有：落雷密度、污秽、鸟害、风偏、覆冰、人为等[2]。目前，已经有较多的文献阐述以上的各类因素而造成输电网故障的事故。文献[3-5]分别研究了风偏、鸟害、覆冰造成的输电网发生故障的情况，同时分别建立了模型，总结出适当的改善方法。输电线路可靠性的传统分析方法往往是将输电线路各类硬气跳闸因素划分为“两状态”。从长期的运行而言，这种划分基本是合理的，但是却没有考虑天气、电气量、人为因素等外界突发情况和实时运行情况的变化对线路可靠性的影响。为此，本文在前人的基础上，考虑覆冰、落雷、污秽、鸟害、风力、人为因素对高压输电线路可靠性的影响。并且利用灰色预测技术，搭建了较为实用的电力系统可靠性模型。
2.灰色预测技术
1982年我国科学家邓聚龙先生搭建了灰色预测理论模型，目前灰色系统的理论和应用已经相当成熟。灰色预测分为灰色系统、白色系统和黑色系统。其中白色系统意思是某个系统的内部特性是充分透明的，也就是说系统的细节是完整的。黑色系统指的是某个系统的内部特性对外部而言是全无所闻的，仅可以通过系统和外部的一些关系进行推断。我们说的灰色系统是处于白色系统和黑色系统中间的过渡性系统，灰色系统研究“部分信息明确，部分信息未知”的“小样本，贫信息”的模糊性系统，是依靠对透明的“部分”信息的处理去开拓未知、认知实际世界[10]。
灰色预测通过识别不仅含有透明已知信息而且含有未开发的信息的系统，我们要对灰色系统进行关联性分析，依据相应的方法对相应数据进行处理来寻求规律，进而建立相关合理的数学模型，进而推测未知系统的发展趋向。
输电线路运行的基本参数、落雷密度、污闪、鸟害、风偏、覆冰情况等的信息是已知的，而外力因素和其他则是随机的，不容易获取的，也就是说，输电线路的参数是部分信息已知、部分信息未知的小样本、贫信息的灰色系统。因而我们认为输电线路符合灰色预测理论，并对输电线路的数据建立相应的微分方程。
输电线路可靠性预测数学模型建立
待建立模型为：根据输电线路的一组实时电气量、以及当地的落雷密度、覆冰状况、污秽闪络情况、鸟害、风偏闪络以及其他事件概率参数，建立输电线路在各种恶劣情况下正常运行时间（不发生停运）的模型，即输电线路不发生停运（不包含计划检修），在正常状况下连续运行时间大于 天的概率。下面我们给出输电线路可靠性定义：
通过输电线路的检修记录可以得到：把输电线路连续、相邻两次检修的间隔时间定义为一次记录，也就是说将输电线路正常运行时间大于 天的记录值取 ，即正常运行时间的可能取值为： 。记线路的正常运行时间和故障时间一共是 天，那么我们将输电线路的可靠性记为 ：
即公式表示的是条件概率：在 条线路都能正常运行的情况下，第 天线路依旧能够正常运行的概率。
输电线路的可靠性和其影响因素之间的关系非常复杂，是无规则的非线性关系。本文采用灰色理论来建立线路可靠性模型。
本文中影响输电线路的6个因素即属于灰色系统。文中采用灰色时间序列预测，也就是利用已知信息推测输电线路特性的时间序列（天）进而建立灰色预测理论模型，预测将来任一天线路可靠性。设预测的输电线路不发生停运（不包含计划检修），在正常状况下连续运行时间大于 天的概率为 ；输电线路的落雷密度为 ；覆冰状况为 ；污秽闪络情况为 ；鸟害为 ；风偏闪络概率为 ；其他事件概率为 。
根据灰色预测理论，我们对所得到的数据进行处理，考虑本系统中是由7个互相影响的因素组成，因此建立灰色预测关联度模型 。
求解白化方程有：
由此，我们可以得出输电线路正常运行时间大于 天的概率，即完成了该输电线路在落雷密度、覆冰状况、污秽闪络情况、鸟害、风偏闪络以及其他事件情况下的可靠性预测。
结语
本文中提出了一种基于灰色理论的输电线路可靠性预测模型，具有工程意义。利用本文算法进行输电线路可靠性预测，可以为实际电力系统的运行参数提供参考。
参考文献：
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[2]易辉, 崔江流.我国输电线路运行现状及防雷保护[J].高电压技术, 2001, 27(6):44-45.
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[5]胡毅. 输电线路大范围冰害事故分析及对策[J].高电压技术, 2005, 31(4):14-15.
论文作者:延峰1,豆河伟1,高伟1,赵军1,李增利1,雒磊2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期
论文发表时间:2017/3/9
标签：线路论文; 可靠性论文; 鸟害论文; 灰色论文; 系统论文; 模型论文; 概率论文; 《电力设备》2017年第1期论文;