改进层次分析法在配网线路防雷评估中的实践

    

    

    摘 要：在电力系统的传输过程当中，经常会发生雷击事故，因此需要采取一定的防雷措施来保证电力系统的安全稳定运行，提高配网线路的耐雷水平，最终实现提高电力系统的服务质量的目标。文章首先对层次分析法进行了概述；其次对选择防雷措施方面的原则进行了研究；最后利用改进层次分析法对配网线路当中的防雷措施做出了评估，建立了起科学有效的防雷评估模型。

    关键词：层次分析法；配网线路；防雷评估

    配网线路是电力系统的核心组成部分，可以说是主要的电力设施之一。在我国的配网线路当中，由于其地理位置的因素，经常会遭受到雷击的损伤。在近些年当中，配网线路的雷击防御方面还存在着相当大的弱点，因此造成了雷击事故引起的跳闸现象变得越来越频繁。在此种基础上，就需要采取有效的防雷措施来提高配网线路的耐雷水平，比如加装避雷器等，根据其实际情况来完成对配网线路的有效防雷。同时，还要对配网线路的防雷措施进行综合性的评估，针对方案进行不断的优化。

    1 层次分析法

    层次分析法，即为现阶段进行效能评估的方式，它和模糊评价法、灰色评估法属于一种级别的评估方式。层次分析法，属于一种全局系统化、分层次化的方式，从而实现将定量和定性作为混合决策的问题实现良好的转化，并且对问题进行分层。在该方法当中，需要利用系统的指标体系来完成对问题的分层分析，最终实现综合化、归一化以及一致性的分析，并且在最后得出系统的综合效能，一般情况下都会将决策问题分为3个层次进行分析，分别是目标层、准则层、方案层，利用定性分析和定量分析的有机结合，最终对其方案进行组合优化，得出最优方案，结构如图1所示。

    2 选择防雷措施方面的原则

    在对配网线路的防雷措施进行选择的过程当中，需要在实际情况的因素下进行综合考虑，其中需要考虑的因素有地形地貌、原有的绝缘配置、已经安装的防雷措施以及跳闸率等方面。在地形地貌的原则当中，山区部分的输电线路是不适合利用耦合地线的防雷措施进行架设的；在原有的绝缘配置方面，如果其自身的绝缘水平已经相对较高，就不可以利用加强绝缘水平的方式来进行防雷；在已经安装的防雷措施方面，需要对实际线路对原有措施造成的影响做出充分的考虑；最后在跳闸率方面，需要对其超标的百分比作出考虑，因为在线路当中的防雷效果相对较好但是造价相对较高的话，在运行的维护方面也是相对困难的，因此需要对线路当中的避雷器实现按照比例来控制的方式进行安装和维护。

    3 改进层次分析法在配网线路的防雷评估中的实践应用

    3.1 防雷措施评估模型的建立

    在利用改进层次分析法进行分析的时候，需要对问题当中所包含的因素进行分析，最终根据其实际情况来对其中所包含的逻辑关系进行了解和掌握，根据层次分析法的原理对其要素进行分层分析，建立起防雷措施的评估模型，根据上文当中的描述，可以分为目标层、准则层以及措施层这3个层次。在目标层当中，主要对问题进行预期的结果分析以及建立理想的目标，在对配网输电线路进行防雷改造的时候，需要利用合理的防雷措施来实现对输电线路的优化和改造，最大限度地降低由于雷击现象造成的跳闸率；在准则层当中，主要是包括目标过程当中所需要考虑到的相关准则，比如工程费用、改造目标、跳闸率的降低效果、改造的难易程度以及其维护的难易程度等，需要对其进行量化，最终实现对目标层的良好改造；在措施层当中，需要制定出各种防雷措施，在实际情况的基础上结合现有的工程经验，来制定出合理的防雷措施，比如安装避雷器、减少保护脚、降低接地电阻以及极强绝缘水平等。

    3.2 改进层次分析法的应用

    在不同的防雷措施当中，具有不同的防雷特点，因此效果也是不相同的，因此需要利用改进层次分析法来建立起准确的防雷措施，并且计算出合理的权重向量。在过程当中，首先需要求出其比较矩阵，如果设置有n種防雷措施的话，就需要根据每一种的实际工程费用，来求出比较矩阵，如图2所示；其次还要对排序指数进行计算，在对每一种措施和备选措施的费用进行计算并且分析比较之后，就可以对排序指数进行求解，之后就可以构造出实际的判断矩阵图，求解出每一个矩阵的特征值，需要根据归一化的方式进行矩阵的每一个元素的分析和判断，并且对其权重值进行求解，对每一个都是如此求解的方式，最终对其他准则的权重值进行求解。

    3.3 模糊综合评价

    在上文当中，对比较矩阵进行了求解，在接下来的分析当中，就需要利用模糊综合评价的准则进行评价，在模糊综合当中，需要利用模糊的线性变换原则和最大隶属原则进行分析，对每一个被评价的目标当中的每一个因素进行判断，实现从最低级到最高级的每一层的判断。在各种防雷措施的效果评估当中，一般都会存在一些分类标准不明确的模糊现象，因此需要利用模糊综合评价法来实现对各种指标特点的评价，最终实现评估效果的提高。

    在模糊评价的方式当中，首先需要设置若干个评价对象和若干个评价等级，在确定好评价对象的元素域以及评价等级区域之后，就可以根据防雷改造效果的优劣等级进行评价和划分；其次还要根据每一个单个因素来建立起模糊关系的矩阵，将每一个元素进行标记评价，实现对矩阵当中每一个元素的评价。

    在本文当中，根据防雷措施的等级，防雷的措施效果等级可以分为差、较差、中等、好和非常好这5个等级，根据模糊理论，来对每一个等级进行模糊处理，最终得出取值区域。在评价当中，由于每一个因素的评价分级形式是完全相同的，因此在实际的应用当中可以选择不同隶属度的函数进行评价，但是在此过程当中是不可以影响其模糊特征量的值的。在最大的隶属度的方面当中，三角函数型比梯度的隶属函数要相对优越，在进行评价的时候需要根据实际情况进行选择，选择合适的科学合理的方式进行评价，最终得到防雷措施当中的最优方案。

    4 结语

    综上所述，在利用改进层次法来对配网线路当中的防雷措施进行评估的时候，需要根据实际情况来做出科学合理的判断，从而利用数学计算的方式确定最科学合理的备选方案，利用各方面的验证来对最终方案进行改造，最终实现对防雷措施综合体系的全面评估。在本文当中，利用模糊理论纪念性演变的体系逐渐转换成了空间的运算和计算，从而实现对每一个防雷方案的等级进行判断，建立起科学有效的防雷评估模型，实现对各个防雷措施的有效整改。

    作者簡介：林晨（1984— ），男，福建仙游，本科，工程师；研究方向：配网线路运维。

    [参考文献]

    [1]刘刚，马浩禹，张弦，等.改进层次分析法在配网线路防雷评估中的应用[J].华南理工大学学报（自然科学版），2016（4）：71-76，100.

    [2]黄云程，蔡金锭.融合改进层次分析与灰色关联法评估油纸绝缘状态[J].仪器仪表学报，2015（9）：2083-2090.

    [3]严浩，裘杭萍，刁兴春，等.基于改进层次分析的数据质量综合评估[J].计算机应用，2014（z1）：287-290，297.

    [4]裴玉龙，王永岗，杨光，等.评价交通系统与城市发展适应性的改进层次分析算法[J].吉林大学学报（工学版），2008（1）：42-47.

    Abstract： In the transmission process of the power system， lightning accident are often carried out. Therefore， it is necessary to take certain lightning protection measures to ensure the safe and stable operation of the power system， improve the lightning withstand level of distribution network， and ultimately achieve the goal of improving the service quality of the power system. This paper first summarizes the principles of analytic hierarchy process（AHP）. Secondly， it studies the principles of selecting lightning protection measures. Finally， the improved AHP is used to evaluate the lightning protection measures of distribution network， and a scientific and effective lightning protection evaluation model is established.

    Key words： analytic hierarchy process； distribution network； lightning protection evaluation