改進(jìn)層次分析法在配網(wǎng)線路防雷評估中的實(shí)踐

摘 要：在電力系統(tǒng)的傳輸過程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生雷擊事故，因此需要采取一定的防雷措施來保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高配網(wǎng)線路的耐雷水平，最終實(shí)現(xiàn)提高電力系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量的目標(biāo)。文章首先對層次分析法進(jìn)行了概述；其次對選擇防雷措施方面的原則進(jìn)行了研究；最后利用改進(jìn)層次分析法對配網(wǎng)線路當(dāng)中的防雷措施做出了評估，建立了起科學(xué)有效的防雷評估模型。

關(guān)鍵詞：層次分析法；配網(wǎng)線路；防雷評估

配網(wǎng)線路是電力系統(tǒng)的核心組成部分，可以說是主要的電力設(shè)施之一。在我國的配網(wǎng)線路當(dāng)中，由于其地理位置的因素，經(jīng)常會(huì)遭受到雷擊的損傷。在近些年當(dāng)中，配網(wǎng)線路的雷擊防御方面還存在著相當(dāng)大的弱點(diǎn)，因此造成了雷擊事故引起的跳閘現(xiàn)象變得越來越頻繁。在此種基礎(chǔ)上，就需要采取有效的防雷措施來提高配網(wǎng)線路的耐雷水平，比如加裝避雷器等，根據(jù)其實(shí)際情況來完成對配網(wǎng)線路的有效防雷。同時(shí)，還要對配網(wǎng)線路的防雷措施進(jìn)行綜合性的評估，針對方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化。

1 層次分析法

層次分析法，即為現(xiàn)階段進(jìn)行效能評估的方式，它和模糊評價(jià)法、灰色評估法屬于一種級別的評估方式。層次分析法，屬于一種全局系統(tǒng)化、分層次化的方式，從而實(shí)現(xiàn)將定量和定性作為混合決策的問題實(shí)現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)化，并且對問題進(jìn)行分層。在該方法當(dāng)中，需要利用系統(tǒng)的指標(biāo)體系來完成對問題的分層分析，最終實(shí)現(xiàn)綜合化、歸一化以及一致性的分析，并且在最后得出系統(tǒng)的綜合效能，一般情況下都會(huì)將決策問題分為3個(gè)層次進(jìn)行分析，分別是目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層，利用定性分析和定量分析的有機(jī)結(jié)合，最終對其方案進(jìn)行組合優(yōu)化，得出最優(yōu)方案，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 選擇防雷措施方面的原則

在對配網(wǎng)線路的防雷措施進(jìn)行選擇的過程當(dāng)中，需要在實(shí)際情況的因素下進(jìn)行綜合考慮，其中需要考慮的因素有地形地貌、原有的絕緣配置、已經(jīng)安裝的防雷措施以及跳閘率等方面。在地形地貌的原則當(dāng)中，山區(qū)部分的輸電線路是不適合利用耦合地線的防雷措施進(jìn)行架設(shè)的；在原有的絕緣配置方面，如果其自身的絕緣水平已經(jīng)相對較高，就不可以利用加強(qiáng)絕緣水平的方式來進(jìn)行防雷；在已經(jīng)安裝的防雷措施方面，需要對實(shí)際線路對原有措施造成的影響做出充分的考慮；最后在跳閘率方面，需要對其超標(biāo)的百分比作出考慮，因?yàn)樵诰€路當(dāng)中的防雷效果相對較好但是造價(jià)相對較高的話，在運(yùn)行的維護(hù)方面也是相對困難的，因此需要對線路當(dāng)中的避雷器實(shí)現(xiàn)按照比例來控制的方式進(jìn)行安裝和維護(hù)。

3 改進(jìn)層次分析法在配網(wǎng)線路的防雷評估中的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 防雷措施評估模型的建立

在利用改進(jìn)層次分析法進(jìn)行分析的時(shí)候，需要對問題當(dāng)中所包含的因素進(jìn)行分析，最終根據(jù)其實(shí)際情況來對其中所包含的邏輯關(guān)系進(jìn)行了解和掌握，根據(jù)層次分析法的原理對其要素進(jìn)行分層分析，建立起防雷措施的評估模型，根據(jù)上文當(dāng)中的描述，可以分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層以及措施層這3個(gè)層次。在目標(biāo)層當(dāng)中，主要對問題進(jìn)行預(yù)期的結(jié)果分析以及建立理想的目標(biāo)，在對配網(wǎng)輸電線路進(jìn)行防雷改造的時(shí)候，需要利用合理的防雷措施來實(shí)現(xiàn)對輸電線路的優(yōu)化和改造，最大限度地降低由于雷擊現(xiàn)象造成的跳閘率；在準(zhǔn)則層當(dāng)中，主要是包括目標(biāo)過程當(dāng)中所需要考慮到的相關(guān)準(zhǔn)則，比如工程費(fèi)用、改造目標(biāo)、跳閘率的降低效果、改造的難易程度以及其維護(hù)的難易程度等，需要對其進(jìn)行量化，最終實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)層的良好改造；在措施層當(dāng)中，需要制定出各種防雷措施，在實(shí)際情況的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)有的工程經(jīng)驗(yàn)，來制定出合理的防雷措施，比如安裝避雷器、減少保護(hù)腳、降低接地電阻以及極強(qiáng)絕緣水平等。

3.2 改進(jìn)層次分析法的應(yīng)用

在不同的防雷措施當(dāng)中，具有不同的防雷特點(diǎn)，因此效果也是不相同的，因此需要利用改進(jìn)層次分析法來建立起準(zhǔn)確的防雷措施，并且計(jì)算出合理的權(quán)重向量。在過程當(dāng)中，首先需要求出其比較矩陣，如果設(shè)置有n種防雷措施的話，就需要根據(jù)每一種的實(shí)際工程費(fèi)用，來求出比較矩陣，如圖2所示；其次還要對排序指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在對每一種措施和備選措施的費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算并且分析比較之后，就可以對排序指數(shù)進(jìn)行求解，之后就可以構(gòu)造出實(shí)際的判斷矩陣圖，求解出每一個(gè)矩陣的特征值，需要根據(jù)歸一化的方式進(jìn)行矩陣的每一個(gè)元素的分析和判斷，并且對其權(quán)重值進(jìn)行求解，對每一個(gè)都是如此求解的方式，最終對其他準(zhǔn)則的權(quán)重值進(jìn)行求解。

3.3 模糊綜合評價(jià)

在上文當(dāng)中，對比較矩陣進(jìn)行了求解，在接下來的分析當(dāng)中，就需要利用模糊綜合評價(jià)的準(zhǔn)則進(jìn)行評價(jià)，在模糊綜合當(dāng)中，需要利用模糊的線性變換原則和最大隸屬原則進(jìn)行分析，對每一個(gè)被評價(jià)的目標(biāo)當(dāng)中的每一個(gè)因素進(jìn)行判斷，實(shí)現(xiàn)從最低級到最高級的每一層的判斷。在各種防雷措施的效果評估當(dāng)中，一般都會(huì)存在一些分類標(biāo)準(zhǔn)不明確的模糊現(xiàn)象，因此需要利用模糊綜合評價(jià)法來實(shí)現(xiàn)對各種指標(biāo)特點(diǎn)的評價(jià)，最終實(shí)現(xiàn)評估效果的提高。

在模糊評價(jià)的方式當(dāng)中，首先需要設(shè)置若干個(gè)評價(jià)對象和若干個(gè)評價(jià)等級，在確定好評價(jià)對象的元素域以及評價(jià)等級區(qū)域之后，就可以根據(jù)防雷改造效果的優(yōu)劣等級進(jìn)行評價(jià)和劃分；其次還要根據(jù)每一個(gè)單個(gè)因素來建立起模糊關(guān)系的矩陣，將每一個(gè)元素進(jìn)行標(biāo)記評價(jià)，實(shí)現(xiàn)對矩陣當(dāng)中每一個(gè)元素的評價(jià)。

在本文當(dāng)中，根據(jù)防雷措施的等級，防雷的措施效果等級可以分為差、較差、中等、好和非常好這5個(gè)等級，根據(jù)模糊理論，來對每一個(gè)等級進(jìn)行模糊處理，最終得出取值區(qū)域。在評價(jià)當(dāng)中，由于每一個(gè)因素的評價(jià)分級形式是完全相同的，因此在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中可以選擇不同隸屬度的函數(shù)進(jìn)行評價(jià)，但是在此過程當(dāng)中是不可以影響其模糊特征量的值的。在最大的隸屬度的方面當(dāng)中，三角函數(shù)型比梯度的隸屬函數(shù)要相對優(yōu)越，在進(jìn)行評價(jià)的時(shí)候需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，選擇合適的科學(xué)合理的方式進(jìn)行評價(jià)，最終得到防雷措施當(dāng)中的最優(yōu)方案。

4 結(jié)語

綜上所述，在利用改進(jìn)層次法來對配網(wǎng)線路當(dāng)中的防雷措施進(jìn)行評估的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際情況來做出科學(xué)合理的判斷，從而利用數(shù)學(xué)計(jì)算的方式確定最科學(xué)合理的備選方案，利用各方面的驗(yàn)證來對最終方案進(jìn)行改造，最終實(shí)現(xiàn)對防雷措施綜合體系的全面評估。在本文當(dāng)中，利用模糊理論紀(jì)念性演變的體系逐漸轉(zhuǎn)換成了空間的運(yùn)算和計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)對每一個(gè)防雷方案的等級進(jìn)行判斷，建立起科學(xué)有效的防雷評估模型，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)防雷措施的有效整改。

作者簡介：林晨（1984— ），男，福建仙游，本科，工程師；研究方向：配網(wǎng)線路運(yùn)維。

[參考文獻(xiàn)]

[1]劉剛，馬浩禹，張弦，等.改進(jìn)層次分析法在配網(wǎng)線路防雷評估中的應(yīng)用[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016（4）：71-76，100.

[2]黃云程，蔡金錠.融合改進(jìn)層次分析與灰色關(guān)聯(lián)法評估油紙絕緣狀態(tài)[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2015（9）：2083-2090.

[3]嚴(yán)浩，裘杭萍，刁興春，等.基于改進(jìn)層次分析的數(shù)據(jù)質(zhì)量綜合評估[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2014（z1）：287-290，297.

[4]裴玉龍，王永崗，楊光，等.評價(jià)交通系統(tǒng)與城市發(fā)展適應(yīng)性的改進(jìn)層次分析算法[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)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