依托风险估测与灵敏度聚类的输电线路逐级运维方法

江自保 刘枫

摘要：从电力设备运维的历史进程来看，基本是沿着“事故维修—定期维护—状态检修”的轨迹发展[3]。当前，状态检修的一个分支是对设备进行风险估测以判定隐患严重程度，从而确定维护优先级[4]。对于输电线路来说，由于其延伸广袤、环境复杂，直接进行状态在线监测有很大难度，特别需要科学的基于风险估测的状态评判方法予以支撑。鉴于此，本文对依托风险估测与灵敏度聚类的输电线路逐级运维方法进行分析，以供参考。

关键词：风险估测；灵敏度；差异化；综合效益

引言

基于灵敏度双向聚类的差异化运维方法为有效、经济地开展输电线路运维提供了新的思路。该方法首先将影响风险的因素按纵横双维度分解；其次以灵敏度为抓手，通过线路比对和时序分析确立各条线路的运维优先等级和运维优先时段，凸显差异性特质；最后经由经济性、可靠性目标限定和各类固有约束限定，获得最为合理的运维计划。算例表明，相较于整体运维策略，本文提出的差异化运维方法能更有效地利用资源，获得更佳的综合效益。

1 输变电线路工程特点

输变电线路工程的主要作用在于电力能源传输，电能从电厂传输到指定电力需求区域。不同电力需求区域存在着较大的差别，整个工程会跨越较大区域，范围从几十千米到几千千米。由于不同区域会涉及到不同环境，在进行输变电线路工程建设时会涉及到非常多的施工单位以及多种环境。在输变电线路工程建设过程中会在一定程度上涉及土地征用、地形地貌更改、树木砍伐、居民搬迁等等情况，必然会对生态环境造成影响。由于电力行业具有自身特殊性，为确保自身的安全性就需要投入高质量的设备设施，这也必然需要较大的工程投资。除了基本的设备设施之外，也需要涉及到土地征用费用、环境保护费用、居民拆迁费用等等，输变电线路工程总体投资相对较高。同时整个工程涉及到的内容较多，工程设计人员在进行工程设计的时候要充分重视各个工程设计要点和细节控制。

2 输电线路运维重要性分析

一是在运行维护工作的支持下，有利于消除输电线路运行中的安全性能，为其性能优化及使用年限延长提供专业保障；二是关注输电线路运维，实施切实有效的工作计划，有利于提升这类线路的潜在应用价值，增加电力企业在生产实践中的经济与社会效益，满足供电质量可靠性要求；三是运维工作实际作用的发挥，也能增强输电线路的安全运行效果，实现电力企业的可持续发展目标。

3 总体框架

依托风险估测的运检方法要义，借助线路故障率模型，考察相异运维措施对故障率的缩减幅值，从而择定最优运维方案以使线路的运行风险降至最低程度。据此设计如图1所示的总体流程。

随着信息化的发展，电力系统各类数采平台所采集的数据越来越趋向于“量大”、“类杂”、“样多”。为充分挖掘有效信息，宜吸纳基于纵横双维度的大数据分析方法，如图2所示。其中，纵向维度表征风险估测数据的结构层次（以电网数据为中心），能展现相异类型数据影响的层面；横向维度表征风险估测数据的内在差异（即同一层面之间数据的区别），能映衬电网中同一类型对象在属性上的不同。显然，按图2架构进行数据挖掘，即可得到依时序排列、作用于系统风险的诸底层因素，从而有助于电网薄弱环节的凸显，为输电线路差异化维护奠定重要基础。

4 基于输电线路运维风险的解决方法研究

4.1注重输电线路自身抵抗性的提高

为了确保输电线路运维风险应对有效性，减少自然灾害对其安全性能的影响，则需要提高线路自身的抵抗性。在此期间，应做到：一是在应对雷击因素影响的过程中，应注重防雷设施的合理设置，并对防雷技术的适用性进行考虑，强化这方面的更新意识，促使输电线路运行中有着良好的防雷性能，为其高效运行提供技术支持；二是针对输电线路应用中的覆冰现象，可采用导线传输电流融冰、短流线路融冰等方法进行处理，逐渐提高输电线路在应对自然灾害方面的抵抗性，改善其运行中的安全状况，最大限度地降低线路运维风险发生率。

4.2构建数据库

目前，输电线路覆盖范围逐渐扩大，新型技术设备开始投入应用，导致线路运维检测工作发生了改变。为了进一步适应电网发展多元化需要，大力推广信息化技术势在必行。对此，必须构建数据库，通过数据库信息，以监控系统为载体，获取线路运行的实时数据信息，进行数据分析，以便于及时发现其中存在的故障。

4.3制定科学的运维检测计划

输电线路运维检测自动化管理工作应根据电力企业输电线路生产与运行标准，进行周期性巡视与专项检查等。就特殊区段，应提前梳理好，确定运维检测需要，全面分析检测，进一步落实杆塔巡视与临时工作。以风险评估为基础，制定科学可行的运维检测计划，统筹管理相关制度，以此对输电线路运维检测工作顺利进行加以指导。

4.4差异化运维优化相关流程

评价电力系统运行的基本指标是经济性和可靠性。因此，在作出差异化运维决策时，一方面要给出科学的运维线路集和科学运维时段；另一方面必须根据运维资源和系统安全进行更进一步的择优考量，相关目标函数内容和约束条件计如图3所示。当输电线路数目较多时，按图3进行解空间寻优需要智能算法的支撑。基于花授粉算法（FPA）具有控制参数少、兼顾全局和局部搜索等优点，将采用其作为寻优工具。

图3差异化运维优化的目标函数和约束条件构建

最后，将前述内容作综合，梳理出输电线路差异化运维方法的整体流程，如图4所示。

图4输电线路差异化运维方法的整体流程

4.5绝缘配合设计

输变电线路工程建设区域不仅涉及低海拔区域，还包括高海拔地区。高海拔地区与低海拔地区相比，其地理和气候特征都存在较大差异，因此工程设计人员在进行输变电线路设计的时候，不得直接套用常规低海拔地区的线路工艺技术和绝缘配合参数，需要亲临现场进行实地勘测，然后根据施工区域实际情况完成工程绝缘配合参数设计，在此过程中还要分析输变电线路工程保护设备的属性，获取线路中工作电压和过电压的数值，结合工程运行维护费用和投资比例，完善工程绝缘配合设计。

4.6其它方面的解决方法

在选用输电线路运维风险解决方法的过程中，也需要考虑这些方法的配合使用：一是定期或不定期的开展输电线路所在区域障碍物的检查及清理工作，重视电力基础设施维护及安全用电宣传，并在巡视管理制度的支持下，积极开展输电线路方面的巡视工作，不断提升其在电力生产应用中的运维水平；二是从运维机制完善、运维方式优化等方面入手，健全输电线路运维体系，加强其运行效果科学评估，实现对自然、人文等影响因素的及时处理。

结束语

随着电力企业生产发展，作为电能输送通道，输电线路在日常生产生活安全用电中的作用越来越突出。而且输电线路输送电能的时候，还具有其自身独特性，即输送量较大，分布范围较广等，可以把电能快速及时传输给用户。但是，因为输电线路长时间处于复杂自然环境下，内部电力设备很容易受外界因素影响出现故障，以此威胁电能输送。当前我国输电线路运维检测主要采取定期检修方式，然而其中存在一定缺陷，亟待弥补。

参考文献：

[1]罗昳昀,米立.输电线路运维管理模式研究[J].通信电源技术,2019,37(01):145-146.

[2]刘华锋,何朝阳,金明明.提升数据驱动输电线路运维水平[J].中国电力企业管理,2019(01):73-74.

[3]何威赋.输电线路运维风险监测与控制[J].科技风,2019(34):168.

[4]王兴嗣.探析输电线路运维及故障排除[J].科学技术创新,2019(33):188-189.

[5]张颖,黄乐华.输电线路生产性大修技改及日常运维规范化管理[J].大众用电,2019,34(11):45-46.