架空输电线路的运行状态评估的数学模型的建立方法技术

本发明专利技术涉及一种电力系统，具体涉及一种架空输电线路的运行状态评估的数学模型的建立方法，为了解决当先前架空输电线路运行状态及时监测，将主观与可观联系一起，减少检测误差，设计一种基于小世界网络层与贝叶斯网络混合推荐网络的架空输电线路的运行状态评估的数学模型的建立方法，提供一种实现有效检测、准确性良好，将主观与客观联系一起，减少检测误差，实现输电线路运行状态评估实时有效。

【技术实现步骤摘要】
架空输电线路的运行状态评估的数学模型的建立方法
本专利技术涉及一种电力系统，具体涉及一种架空输电线路的运行状态评估的数学模型的建立方法。
技术介绍
输电线路作为电网中极其重要的组成部分，其运行安全性和可靠性越来越受到电力系统运行、管理和科研人员的重视。随着我们输电线路总长度和运输容量的不断增长，输电线路巡视、检修等运行管理的难度也越来越大，所以寻求一种输电线路运行状态及运行状态评估有效方法对输电线路安全可靠运行十分重要。目前已有很多学者在输电线路评估领域进行了大量的研究。譬如提出了架空输电线路覆冰状态评估专家系统，基于Delphi法和分层模糊的输电线路状态评价，这两种方法很大程度依赖与专家的主观意见，这就导致最终的评估结果存在一定的偏差，只是单纯考虑主观，未将主观与可观联系在一起，过于片面。针对目前超高压输电线路状态变量化评估方法较少，在数据不全的情况下，无法实时有效的分析整个输电线路运行状况。针对以上问题，本专利技术提出一种基于小世界网络层与贝叶斯网络混合推荐网络的架空输电线路的运行状态评估的数学模型的建立方法。根据建立的数学模型，利用小世界网络的高聚类性与贝叶斯网络的基本理论分析输电线路的运行状态评估，避免的主观意识，将主观与可观联系在一起，通过数学模型不仅能够实现对输电线路运行状态的有效预测，同样能够分别观测不同输电线路的运行状况，能够快速解决问题，使得预测的输电线路的运行状态更接近真实情况。
技术实现思路
为了解决当先前架空输电线路运行状态及时监测，将主观与可观联系一起，减少检测误差。本专利技术设计一种基于小世界网络层与贝叶斯网络混合推荐网络的架空输电线路的运行状态评估的数学模型的建立方法。提供一种实现有效检测、准确性良好，将主观与客观联系一起，减少检测误差，实现输电线路运行状态评估实时有效。本专利技术涉及架空输电线路的运行状态评估的数学模型的建立方法，架空输电线路包括基础及防护设施、塔杆、导地线、绝缘子串、金具、防雷设施及接地装置、线路防护区、同道环境8个单元。上述所述建立的数学模型为小世界网络层与贝叶斯网络混合推荐网络，小世界网络层有若干个小世界网络组成。所述小世界网络模型是一类具有较短的平均路径长度，并具有较高聚类系数的网络的总称，本专利技术所建立的小世界网络以输电线路的组成单元为节点，单元间有相互连接关系连接在一起，根据单元间相互连接关系建立一个大社区，利用模块优化方法将大社区划分成小集团，该小集团就形成了小世界网络，上述所述的大社区为整个架空输电线路，小世界网络为组成该架空输电线路的各个输电支路，之所有利用优化方法将整个架空输电线路分化成小世界网络，利用的小世界网络的高聚类性质，减少人为划分支路的误差，使得各个输电支路模块化更准确，也便于检测与处理输电线路的问题。贝叶斯网络是一种不确定性知识表达与推理模型，推理原理基于贝叶斯概率理论，推理过程实质上就是概率计算，即一个事件会不会发生取决与该事件在先验分布中已经发生过的次数，设A1,A2,...An是两两互斥的事件，切先验概率P(A1)≥0，另一个事件B总是与A1,A2,...An之一同时发生，其发生概率P(B|Ak)已知，则贝叶斯计算后验概率为：本专利技术正是利用贝叶斯网络作为一种不确定性的因果推理模型，结合历史信息和小世界网络与贝叶斯网络结构，利用贝叶斯网络结构链规则和条件独立性将联合概率分解，利用优化算法，利用独立条件，求出任以节点的状态概率，将信息反馈给小世界网络，分析整个架空输电线路运行情况。上述所述的架空输电线路对应的8个单元分别对应不同的状态变量，根据8个单元对应各状态变量的劣化严重程度的轻重，从轻到重依次分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四级，架空输电线路包括的8个单元对应的各种状态变量的劣化严重程度的轻重等级划分标准：1)基础单元包括：外观情况、地质状况与防护设置情况三个状态量。I级(1)外观情况：基础无风化、腐蚀、裂纹、破损、烧伤，金属部分无锈蚀，金属无断裂、变形，基础本体无位移、扭转、上拔、沉降，基础立杆外漏、混凝土电杆底盘、拉盘深埋及卡盘位置符合设计要求；(2)地质情况：地质状况稳定，无塌方、滑坡、冲刷现象；(3)防护设施情况：回填土完好、护坡、挡土墙、排水沟等设施状况良好、稳定。II级(1)外观情况：基础轻微风化、腐蚀、裂纹、破损、烧伤，金属部分轻微锈蚀，金属基础无断裂、变形，基础本体无位移、扭转、有轻微上拔或沉降，基础立杆外漏接近或达到设计要求、混凝土电杆底盘、拉盘深埋及卡盘位置基本符合设计要求；(2)地质情况：地质状况稳定，无塌方、滑坡、有冲刷现象(3)防护设施情况：回填土完好、护坡、挡土墙、排水沟等设施状况基本稳定，有逐步摔坏的趋势。Ⅲ级(1)外观情况：基础风化、腐蚀、裂纹、破损、烧伤，金属部分锈蚀，金属基础无断裂，有局部变形，基础本体轻微位移、扭转，有上拔或沉降，基础立杆外漏超出设计要求值、混凝土电杆底盘、拉盘深埋及卡盘位置与设计发生严重偏差；(2)地质情况：地质状况极不稳定，有塌方、滑坡、冲刷现象；(3)防护设施情况：回填土不完整、护坡、挡土墙、排水沟等设施严重损坏。IV级(1)外观情况：基础严重风化、腐蚀、裂纹、破损、烧伤，金属基础断裂、变形，基础本体位移、扭转、严重上拔或沉降，基础立杆外漏超过设计要求值、混凝土电杆底盘、拉盘深埋及卡盘位置与设计发生严重误差；(2)地质情况：地质状况不稳定，有塌方、滑坡、冲刷现象；(3)防护设施情况：回填土不完整、护坡、挡土墙、排水沟等设施严重损坏。2)杆塔单元评价包括：塔杆倾斜、塔杆横担歪斜、塔杆铁件表面情况、主材相邻节点情况、钢筋混凝土情况、拉线装置六个状态量；I级(1)塔杆倾斜(包括扰度)小于3‰；(2)塔杆横担歪斜：110kV及以下线路小于5‰、220kV线路小于3.5‰、500kV小于2‰；(3)塔杆铁件表面锌层完好、无脱落、无锈渍、铁塔结构完好，主材无变形、断裂现象(4)主材相邻节点弯曲度不超过1/750，塔材各部分连接牢固、齐全；(5)钢筋混凝土电杆无保护层腐蚀脱落、钢筋外露；(6)拉线装置完善、无松动、送股、断股、锈蚀现象，拉线基础无下沉、塌方、缺土现象。II级(1)塔杆倾斜(包括扰度)大于3‰，小于8‰；(2)塔杆横担歪斜：110kV及以下线路大于5‰，小于8‰、220kV线路大于3.5‰，小于8‰、500kV大于2‰，小于8‰；(3)塔杆铁件表面锌层脱落、无锈渍、铁塔结构完好，主材无变形、断裂现象；(4)主材相邻节点弯曲度接近或到达1/750，塔材各部件齐全，有少量主要部件松动；(5)钢筋混凝土电杆小于1％，保护层有轻微腐蚀，但无脱落、钢筋外露；(6)拉线装置完善、无松动、送股、断股、有轻微锈蚀现象，拉线基础无塌方，有轻微下沉、缺土现象。Ⅲ级(1)塔杆倾斜(包括扰度)大于1％，小于1.5％；(2)塔杆横担歪斜大于8‰，小于1％；(3)塔杆铁件表面锌层脱落，并出现锈渍，铁塔结构完好，主材无变形、断裂现象；(4)主材相邻节点弯曲度超过1/750，但小于0.2％，塔材部件有少量遗失或有较多非主要构件松动，但短期内不影响整个基铁塔的结构稳定有少量主要部件松动；(5)钢筋混凝土电杆大于1％，小于1.5％，保护层有腐蚀，轻微脱落，但无钢筋外露；(6)拉线装置不完善、有松动、送股、断股等现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于架空输电线路运行状态的评估的数学模型的建立方法，所述架空输电线包括多个架空输电线路支路，其特征在于，所述方法是基于小世界网络模型层与贝叶斯网络模型结合的基础上对各个架空输电线路支路的运行状态进行评估。

【技术特征摘要】
1.一种基于架空输电线路运行状态的评估的数学模型的建立方法，所述架空输电线包括多个架空输电线路支路，其特征在于，所述方法是基于小世界网络模型层与贝叶斯网络模型结合的基础上对各个架空输电线路支路的运行状态进行评估；所述方法包括以下步骤：步骤1、建立小世界网络层与贝叶斯网络联合推荐网络模型，小世界网络层是由若干个小世界网络组成，小世界网络层为整个输电线路的单元连接关系，单个小世界网络代表某一输电线路支路单元的连接关系；贝叶斯网络是基于贝叶斯网络概率模型确定节点间依赖关系的概率及节点与节点间指向；步骤2、根据步骤1建立的联合推荐网络模型，结合状态变量与单元的历史数据与实时采集状态变量的数据确定输电线路支路中的单元的运行状态；步骤3、根据步骤2确定的单元的运行状态，结合单元的历史数据，再利用贝叶斯网络概率模型确定输电线路支路的运行状态概率，最后根据各个支路的运行状态概率情况分析整个架空输电线路的运行情况。2.根据权利要求1所述的方法，每个所述架空输电线路支路包括基础及防护设施、塔杆、导地线、绝缘子串、金具、防雷设施及接地装置、线路防护区、通道环境8个单元，8个单元对应不同的状态变量。3.根据权利1所述的方法，其特征在于，所述小世界网络层建立包括以下步骤：1.1)：对组成架空输电线路的单元进行编号，共n个单元，aij＝1表示i单元与j单元有依赖关系，无依赖关系则aij为0，将整个输电线路中的单元连接关系用矩阵An×n表示，建立一个大的架空输电线路连接网络；1.2)：利用优化算法将步骤1.1)中建立的连接网络分化成若干个小世界网络，其中小世界网络的个数是已知的，设为K。4.根据权利3所述的方法，其特征在于，所述步骤1.2)中的优化算法的步骤为：1.2.1)：将整个输电线路中单元连接关系An×n重新排列，排列关系以矩阵D-1M为模型；1.2.2)：计算1.2.1)得到的单元连接关系的矩阵D-1M的前K个最大特征向量v1，v2，......

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辅辉，许德斌，段尚琪，吴让新，胡昌斌，黄双得，王胜伟，王宾，周自更，
申请(专利权)人：云南电网公司昆明供电局，云南昶丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53