基于风险评估的电缆检修策略方法

摘要

基于风险评估的电缆检修策略方法，具体步骤为：根据电缆线路的检修特点，提出基于风险评估的电缆线路检修策略，同时考虑了电缆线路故障发生的概率性和故障后果的严重性。首先依据实时信息对电缆线路单元进行评价，根据层次分析法计算电缆线路整体健康指数，据此推算出电缆线路故障概率；通过电缆线路自身资产损失风险和运行损失风险确定电缆线路综合风险；最后根据电缆线路综合风险所处风险等级决策电缆线路检修策略；本发明综合在电缆线路状态评估的基础上，进一步对电缆线路进行风险评估，并根据ALARP准则制定了电缆线路检修策略，为电缆线路检修提供了一种新思路。

主权项

基于风险评估的电缆检修策略方法，其特征是：第一步，状态评估依据《10(6)‑500kV电缆线路状态评价导则》，根据电缆线路原始资料、运行资料、检修资料和其他资料对电缆线路各部件进行状态评估，电缆线路总体状态评估结果通过各项得分乘以权重系数相加得到；a)电缆线路故障概率计算电缆线路的故障率和电缆线路的健康状态HI相关，两者之间的关系如式(1)所示：P＝K×e^‑C×HI   (1)式中P为电缆线路故障概率；HI为电缆线路健康指数，K为比例系数；C为曲率系数；其中比例系数K和曲率系数C为两个待定量，一般通过式(2)反演法计算求出，不同地区所处环境不同，求出的K和C数值也会有所差异；$q=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}(M_i\times {\mathrm{Ke}}^{-c\times {\mathrm{HI}}_i})---\left(2\right)$式中q为一年内电缆线路故障的条数，N为百分制下电缆线路状态评价的级数，M_i‑M_N为每一级下电缆线路故障的条数；b)电缆线路的状态评估过程如下所示；$\mathrm{HI}=\underset{i=1}{\overset{6}{\Sigma }}{X}_i{w}_i---\left(3\right)$$X_i=\underset{j=1}{\overset{K_i}{\Sigma }}{X}_{\mathrm{ij}}{w}_{\mathrm{ij}}---\left(4\right)$$\underset{j=1}{\overset{S_i}{\Sigma }}{w}_{\mathrm{ij}}=1---\left(5\right)$式中：HI为电缆线路状态综合评判结果得分，即为电缆线路的健康指数(Health Index,HI)；X_i为一级指标x_i的得分；w_i为各一级指标对应的权重；S_i为一级指标x_i下二级指标的个数；X_ij为指标x_ij的得分；w_ij为对应指标x_ij的权重；第二步，风险评估包括电缆线路发生故障的概率和故障后果，电缆线路发生的故障概率由电缆线路状态评估结果推算得到；故障后果包括电缆线路自身的资产损失以及电缆线路故障对整个电网产生的运行损失；电缆线路的风险评估结果为两者的乘积；a)资产损失风险计算电缆线路资产损失风险综合考虑电缆资产、电缆资产损失程度和电缆故障概率三个方面的影响，三者之间的关系可用式(6)表示：R₁＝A×F×P   (6)式中R₁为电缆线路资产损失风险，A为电缆线路资产，F为电缆线路资产损失程度，P为电缆线路故障概率；其中电缆线路资产A综合考虑了电缆线路价值和电缆线路地位两方面的因素；电缆线路资产损失程度F综合考虑了设备损坏、人身安全、供电可靠性和社会影响四方面因素，其表达分别如式(7)和式(8)所示$A=\underset{i=1}{\overset{2}{\Sigma }}{W}_{\mathrm{Ai}}{A}_i---\left(7\right)$$F=\underset{k=1}{\overset{4}{\Sigma }}{W}_{\mathrm{Fk}}{F}_k---\left(8\right)$式中i＝1‑2，其中1为价值因素，2为地位因素，为某个资产因素，为某个资产对应的权重系数；k＝1‑4，其中1为损坏因素，2为人身安全因素，3为供电可靠性因素，4为社会影响因素，F_k为某个要素损失程度，W_Fk为某个要素损失程度对应的权重系数；b)运行损失风险计算i)线路过载严重程度Sev(L)；线路负载率L和线路过载严重程度Sev(L)之间的函数关系如式(9)所示：$\mathrm{Sev}\left(L\right)=\left\{\begin{array}{cc}17.2& L>1.3\\ 10*(e^{2*L-1.6}-1)& 0.8<L\le 1.3\\ 0& L\le 0.8\end{array}\right.---\left(9\right)$ii)电压越限严重程度S_V；电压越限严重程度S_V与电压偏移程度V_o的关系如式(10)所示：$\mathrm{Sev}\left(V_o\right)=\left\{\begin{array}{cc}10*(e^{2*\left|V_o\right|-0.1}-1)& \left|V_o\right|>0.05\\ 0& \left|V_o\right|\le 0.05\end{array}\right.---\left(10\right)$iii)变压器过载严重程度Sev(T)；变压器负载率T和变压器过载严重程度Sev(T)之间的函数关系如式(11)所示：$\mathrm{Sev}\left(T\right)=\left\{\begin{array}{cc}17.2& T>1.2\\ 10*(e^{2*T-1.4}-1)& 0.2<T\le 1.2\\ 0& T\le 0.7\end{array}\right.---\left(11\right)$iv)电缆线路运行风险电缆线路运行风险包括电缆线路故障导致电力系统发生支路潮流过载和节点电压越限的综合风险，反映了电缆线路对系统的影响水平；电缆线路运行风险R₂采用式(12)计算；R₂＝P×(W_LSev(L)+W_VSev(V_o)+W_TSev(T))   (12)式中P为电缆线路故障概率，W_L、W_V和W_T为电缆线缆三种不同运行损失下的权重；c)电缆线路综合风险评估电缆综合风险可用式(13)表示：$R=\underset{i=1}{\overset{2}{\Sigma }}{W}_{\mathrm{Ri}}{R}_i---\left(13\right)$式中i为不同的风险类型，i＝1为资产损失风险，i＝2为运行风险，W_Ri为不同风险类型下的权重；第三步，风险量化依据“二拉平”原则，结合电网实际情况，将电缆线路风险分为不可忍受区、最低合理可行区和可接受区；第四步，制定电缆线路检修策略根据电缆线路所处的风险等级区间，制定电缆线路检修策略；处于不可接受区的电缆线路应尽快安排检修，以降低电网风险；处于最低合理可行的电缆线路适时安排检修；处于可接受区的电缆线路可正常或延后检修；根据以上四步，在状态评估计算健康指数的基础上，引入风险理论计算所得电缆线路综合风险，应用“二拉平”原则划分电缆线路所处风险等级，并根据电缆线路风险等级制定检修策略，为电缆线路检修策略制定提供了新思路。