基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法技术

本发明专利技术提供了一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法，包括以下步骤：1.分析输电线路风偏的影响因素，选取风险评价指标；2.采用层次分析法计算风险评价指标的权重值；3.采用熵权法修正基于层次分析法计算的风险评价指标的权重值；4.采用灰色最大关联度法计算出综合评价值，评估杆塔在此天气状况下的输电线路风偏闪络风险。针对在大风天气下容易出现因输电线路风偏闪络而导致大面积停电的问题，采用灰色最大关联度方法，能够定性与定量分析相结合来全面评估输电线路杆塔的风险情况，提高了输电线路风偏闪络风险评估结果的准确性，减少因输电线路风偏闪络导致大面积停电的问题，为检修人员提供参考。为检修人员提供参考。为检修人员提供参考。

【技术实现步骤摘要】
基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法


[0001]本专利技术涉及输电线路故障预测领域，具体涉及一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法。

技术介绍

[0002]受随着全球气候变暖，极端天气出现的越来越频繁。在极端天气的背景下，大风天气对输电线路的影响较大。对输电线路影响较大的大风天气主要有台风、飑线风、龙卷风，当大风的风速超过输电线路的设计风速时输电线路会发生风偏闪络事故，严重的情况下会引起输电线路倒塔与断裂，严重影响供电可靠性。因此，对输电线路进行风偏闪络风险评估具有重要的研究意义。输电线路风偏闪络就是在风荷载的作用下，导线向塔身或周围物体倾斜，当两者之间的空气间隙不足时就会发生空气击穿现象。在输电线路周围的实时气象预报下，结合灰色最大关联度法
‑
层次分析法
‑
熵权法来评估输电线路的风偏闪络风险。
[0003]输电线路风偏闪络风险评估模型是一个需要综合考虑多种影响因素的问题，其中影响因素包括风速、风向(风向与线路之间的夹角)、降雨强度及湿度。目前，国内外关于输电线路风偏闪络评估的研究中大多数评估方法难以适用于所有类型的杆塔，通常只是结合设计数据来计算风偏角与最小空气间隙，并且不能充分考虑风偏的影响因素。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法及系统，将定性与定量分析相结合来全面评估输电线路杆塔的风险情况，提高了输电线路风偏闪络风险评估结果的准确性。
[0005]本专利技术提供了一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1：从气象、线路参数、地形三个方面分析待评估的输电线路风偏的影响因素，设定风险评价指标；
[0007]步骤S2：基于所述风险评价指标，构建风险评价指标体系，所述风险评价指标体系包括目标层、准则层和指标层；
[0008]步骤S3：基于所述风险评价指标体系，通过层次分析法计算所述风险评价指标体系指标层中所述风险评价指标的权重值；
[0009]步骤S4：采用熵权法修正步骤S3中，通过层次分析法计算得到的所述风险评价指标的权重值；
[0010]步骤S5：通过对所述待评估的输电线路风偏因素进行分析，对所述风险评价指标进行r次等级评定，并采用灰色最大关联度法计算出综合评价值，以对所述待评估的输电线路进行风险评估。
[0011]优选地，所述风险评价指标包括风速、风向、降雨强度和湿度。
[0012]优选地，步骤S3包括以下步骤：
[0013]步骤S31：基于所述风险评价指标体系，构建判断矩阵A＝(a
ij
)n
×
n，式中a
ij
表示所述指标层中的第i个指标和第j个指标相比，相对于所述目标层重要程度的标度值；
[0014]步骤S32：基于所述判断矩阵A计算所述风险评价指标的权重值。
[0015]优选地，步骤S32包括以下步骤：
[0016]步骤S321：计算所述判断矩阵A的特征向量λ，通过以下公式对所述判断矩阵A进行层次单排序的一致性校验；
[0017][0018][0019]式中，RI表示随机一致性指标，CR
a
表示一致性指标的比例；
[0020]步骤S322：当所述CR
a
＜0.1时，重新执行步骤S31，构建判断矩阵A
[0021]步骤S323：基于所述判断矩阵A，通过以下公式计算每个所述风险评价指标的相对权重值；
[0022][0023]式中，ω
i
表示第i个所述风险评价指标的相对权重值，n表示所述风险评价指标的个数，i表示所述判断矩阵A的行数，j表示所述判断矩阵A的列数；
[0024]步骤S324：基于所述判断矩阵A和相对权重值，通过以下公式对所述风险评价指标体系进行层次总排序校验；
[0025][0026]式中，i和j表示所述判断矩阵A的行数和列数，ω
j
表示所述风险评价指标的相对权重值；
[0027]步骤S234：当CR<0.1时，所述层次总排序校验不通过，重新执行步骤S31，构建新的判断矩阵A。
[0028]优选地，步骤S4包括以下步骤：
[0029]步骤S41：通过以下公式对所述判断矩阵A中的值进行处理：
[0030][0031]式中，越大越好的指标，表示所述风险评价指标中对所述目标层影响为正向的风险评价指标，越小越好的指标，表示所述风险评价指标中对所述目标层影响为负向的风险评价指标；
[0032]步骤S42：基于所述处理后的判断矩阵A，采用熵值法对所述风险评价指标的权重
值进行修正，得到修正后的权重值。
[0033]优选地，步骤S42包括以下步骤：
[0034]步骤S421：基于所述处理后的判断矩阵A，通过以下公式计算所述风险评价指标的熵值e
i
：
[0035][0036][0037][0038]步骤S422：基于所述熵值e
i
，通过以下公式计算差异系数g
i
：
[0039][0040]步骤S423：基于所述差异系数g
i
，通过以下公式计算所述风险评价指标的权重因子：
[0041][0042]步骤S424：基于所述权重因子，采用以下公式对所述层次分析法计算得到的权重值进行修正：
[0043][0044]式中，S
i
表示第i个所述风险评价指标修正后的权重值。
[0045]优选地，步骤S5包括以下步骤：
[0046]步骤S51：设定风险等级为安全、低、中等和高，并设定所述风险等级对应的灰类等级值为4、3、2和1；
[0047]步骤S42：对所述风险评价指标的风险等级进行分析，进行r次等级评定，构造风险等级矩阵D；
[0048][0049]式中，a表示所述风险评价指标体系中准则层的层数，b表示第a层准则层中第b个所述风险评价指标；
[0050]步骤S52：基于所述风险等级矩阵，设定对应于所述风险等级的白化权函数f1、f2、f3和f4；
[0051]步骤S53：基于所述风险等级矩阵和白化权函数，计算所述风险评价指标的灰色评价系数M
abh
和总灰色评价系数M
ab
；
[0052][0053][0054]式中，f
h
表示所述风险等级矩阵中d
abk
对应的白化权函数，h＝1，2，3，4；
[0055]步骤S54：基于所述灰色评价系数，计算每个所述风险评价指标的灰色评价权矩阵Q
a
；
[0056][0057]式中，q
ab
＝(q
ab1
,q
ab2
,q
ab3
,q...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：从气象、线路参数、地形三个方面分析待评估的输电线路风偏的影响因素，设定风险评价指标；步骤S2：基于所述风险评价指标，构建风险评价指标体系，所述风险评价指标体系包括目标层、准则层和指标层；步骤S3：基于所述风险评价指标体系，通过层次分析法计算所述风险评价指标体系指标层中所述风险评价指标的权重值；步骤S4：采用熵权法修正步骤S3中，通过层次分析法计算得到的所述风险评价指标的权重值；步骤S5：通过对所述待评估的输电线路风偏因素进行分析，对所述风险评价指标进行r次等级评定，并采用灰色最大关联度法计算出综合评价值，以对所述待评估的输电线路进行风险评估。2.根据权利要求1所述的一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法，其特征在于：所述风险评价指标包括风速、风向、降雨强度和湿度。3.根据权利要求1所述的一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法，其特征在于：步骤S3包括以下步骤：步骤S31：基于所述风险评价指标体系，构建判断矩阵A＝(a
ij
)n
×
n，式中a
ij
表示所述指标层中的第i个指标和第j个指标相比，相对于所述目标层重要程度的标度值；步骤S32：基于所述判断矩阵A计算所述风险评价指标的权重值。4.根据权利要求4所述的一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法，其特征在于：步骤S32包括以下步骤：步骤S321：计算所述判断矩阵A的特征向量λ，通过以下公式对所述判断矩阵A进行层次单排序的一致性校验；单排序的一致性校验；式中，RI表示随机一致性指标，CR
a
表示一致性指标的比例；步骤S322：当所述CR
a
＜0.1时，重新执行步骤S31，构建判断矩阵A步骤S323：基于所述判断矩阵A，通过以下公式计算每个所述风险评价指标的相对权重值；式中，ω
i
表示第i个所述风险评价指标的相对权重值，n表示所述风险评价指标的个数，i表示所述判断矩阵A的行数，j表示所述判断矩阵A的列数；步骤S324：基于所述判断矩阵A和相对权重值，通过以下公式对所述风险评价指标体系进行层次总排序校验；
式中，i和j表示所述判断矩阵A的行数和列数，ω
j
表示所述风险评价指标的相对权重值；步骤S234：当CR<0.1时，所述层次总排序校验不通过，重新执行步骤S31，构建新的判断矩阵A。5.根据权利要求1所述的一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法，其特征在于：步骤S4包括以下步骤：步骤S41：通过以下公式对所述判断矩阵A中的值进行处理：式中，越大越好的指标，表示所述风险评价指标中对所述目标层影响为正向的风险评价指标，越小越好的指标，表示所述风险评价指标中对所述目标层影响为负向的风险评价指标；步骤S42：基于所述处理后的判断矩阵A，采用熵值法对所述风险评价指标的权重值进行修正，得到修正后的权重值。6.根据权利要求5所述的一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法，其特征在于：步骤S42包括以下步骤：步骤S421：基于所述处理后的判断矩阵A，通过以下公式计算所述风险评价指标的熵值e
i
：：：步骤S422：基于所述熵值e
i
，通过以下公式计算差异系数g
i
：步骤S423：基于所述差异系数g
i
，通过以下公式计算所述风险评价指标的权重因子：步骤S424：基于所述权重因子，采用以下公式对所述层次分析法计算得到的权重值进
行修正：式中，S
i
表示第i个所述风险评价指标修正后的权重值。7.根据权利要求1所述的一种基于灰色最大关联度的输电线路风偏闪络风险评估方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许湘莲，尹笑北，贺玉，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：