CN112701711B

CN112701711B - 一种交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法

Info

Publication number: CN112701711B
Application number: CN202011374395.3A
Authority: CN
Inventors: 李靖翔; 赖皓; 尹海涛; 邓健俊; 刘羽超; 左干清; 赵明; 熊双成; 雷庆山; 雍育烨; 李双杰; 颜志敏; 李宏昌; 肖志超; 潘立邦; 肖一鹏; 吕圣琪
Original assignee: Guangzhou Bureau of Extra High Voltage Power Transmission Co
Current assignee: Guangzhou Bureau of Extra High Voltage Power Transmission Co
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2021-09-28
Anticipated expiration: 2040-11-30
Also published as: CN112701711A

Abstract

本发明公开了一种交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，包括对目标线路建立局部***等值模型，获得线路阻抗指标和穿越电流安全裕度指标；对目标线路进行换相失败敏感度和线路功率转移检测分析，获得换相失败敏感度指标和线路功率转移指标；对目标线路分别进行过载率与过载裕度、线路功率偏离度、支路灵敏度以及线路温升检测分析，获得过载率与过载裕度指标、线路功率偏离度指标、支路灵敏度指标以及线路温升指标；对上述所获得全部指标采用模糊多目标决策方法来综合考虑各个指标，以选出不同时刻下的最优评价指标来评价线路的重要度。本方法选定和评价出满意度最高的重要度指标，用于指导运维人员和监控中心作出最合理选择。

Description

一种交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法。

背景技术

随着国家经济的快速发展，工作化程度的飞速提升，用户用电需求迅猛发展，电力***规模也日益增大。同时，资源分布不对称不均匀的客观条件，势必导致电力网架结构发展因地而异，而且片区电力输送存在”骨干”线路的情况。整个电力网架，甚至小片区的电网，其构成越发复杂，从***概念而言，***越复杂，其元件故障的概率就越高，而单一元件的故障导致的连锁反应影响范围更广，这一点从国外近几年发生的一些大面积停电导致严重的社会影响的案例可以印证。

当前，特大型换流站均是交直流合建站，且多为当地电源支撑点，线路故障导致片区乃至整个电网受到牵连的影响固然严重，但也并不是所有线路的故障都会导致严重后果，因此对不同线路的运维程度也应该有差异化。同时，由于电网***方式受负荷影响，并且具有一定的时间特征，若随着夏季用电量增大，春节用电量较低，甚至每天用电存在峰谷差异，加上个别变电站和线路检修工作开展，因此线路的安全性检测以及重要度评价不应该一成不变，而是应该体现出适应性的差异化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，以准确有效地检测分析线路的安全性以及重要性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，所述方法包括：

对目标线路建立局部***等值模型，以对目标线路进行线路阻挡和穿越电流安全裕度检测分析，获得线路阻抗指标和穿越电流安全裕度指标；

对目标线路进行换相失败敏感度和线路功率转移检测分析，获得换相失败敏感度指标和线路功率转移指标；

对目标线路分别进行过载率与过载裕度、线路功率偏离度、支路灵敏度以及线路温升检测分析，获得过载率与过载裕度指标、线路功率偏离度指标、支路灵敏度指标以及线路温升指标；

对上述所获得全部指标采用模糊多目标决策方法来综合考虑各个指标，以选出不同时刻下的最优评价指标来评价线路的重要度。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

本方法从时间和空间维度对线路的安全性进行检测分析，从而能够较为全面对线路进行安全性以及重要度进行评价分析，同时还将模糊理论应用于线路重要度的多指标评价中，通过多目标决策方法，选定和评价出满意度最高的重要度指标，用于指导运维人员和监控中心作出最合理选择。

附图说明

图1为本发明实施例提供的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法的流程图；

图2为***等值模型图；

图3为单相接地故障边界条件示意图；

图4为危险线路识别算法流程图；

图5为支路i-j等值电路模型图。

具体实施方式

实施例：

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

参阅图1所示，本实施例提供的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法主要包括如下步骤：

101、对目标线路建立局部***等值模型，以对目标线路进行线路阻挡和穿越电流安全裕度检测分析，获得线路阻抗指标和穿越电流安全裕度指标；

102、对目标线路进行换相失败敏感度和线路功率转移检测分析，获得换相失败敏感度指标和线路功率转移指标；

有空间位置分布特征，与具体的地理位置、环境情况(地震区、冰灾区、山火区等)、网络拓扑结构有关联，可归属为空间维度指标。如此，通过上面的两个步骤即可获得空间维度的重要指标度。

103、对目标线路分别进行过载率与过载裕度、线路功率偏离度、支路灵敏度以及线路温升检测分析，获得过载率与过载裕度指标、线路功率偏离度指标、支路灵敏度指标以及线路温升指标；

104、电网线路的功率输送随用户负荷发生变化，是与运行实时状态相关的指标，而负荷变化具有时间特征，如此，通过上述步骤的检测分析即可以获得线路时间维度的重要度指标。

对上述所获得全部指标采用模糊多目标决策方法来综合考虑各个指标，以选出不同时刻下的最优评价指标来评价线路的重要度

由此可见，本方法从时间和空间维度对线路的安全性进行检测分析，从而能够较为全面对线路进行安全性以及重要度进行评价分析，同时还将模糊理论应用于线路重要度的多指标评价中，通过多目标决策方法，选定和评价出满意度最高的重要度指标，用于指导运维人员和监控中心作出最合理选择。

下面对上述的各个指标进行进一步的说明：

1)等值模型分析指标，包括线路阻抗指标和穿越电流安全裕度指标

可建立局部***等值模型，如图1所示，将特大型东方换流站主变500kV主网架等值为***电源，220kV出线的长度差异代表的是线路阻抗的大小，反应的是与东方站联系的电气紧密程度，其出现跳闸对东方换流站的影响对站内的冲击不同，包括电压跌落，对站内电源扰动程度，对直流换相失败影响等，图1中，Xs是***等值阻抗。基于此可以提出以下指标：

I、线路阻抗指标

线路的长度不同，也即是其线路阻抗值不一样，线路的损耗不一样，线路的电压降也不同，与东方换流站***的联系紧密程度也不同，因此可以研究反应线路阻抗大小的函数，如若线路阻抗为X线i，则可以用线路阻抗函数K阻抗＝F(Xi)来反应线路阻抗对东方换流站的影响不同程度，线路阻K阻抗抗越小，线路上的点对应地对站点的联系越紧密，线路重要度越高，对站点的影响越大，反之越小。

II、穿越电流安全裕度指标

若220kV出现出现近区故障跳闸，如近区的单相接地故障，其产生的故障穿越电流经过主变，严重时会导致主变绕组发生不可逆的变形甚至故障，另外由于变压器受外部短路电流的冲击，引起变压器线圈收缩、扩张产生油流涌动，在和器身本身震动的双重作用下还会可能引起重瓦斯保护动作，存在扩大停电范围，威胁***稳定安全。

不同的出线，不同的故障情况，导致产生的穿越电流不同，不同的穿越电流下对主变的影响程度也不一样。通过主变允许穿越电流大小，可以评估在不同的220kV接线方式下，不同的负载率下，不同的出线停电情况下的线路重要度。若在已知的接线方式下，线路的输送功率P与穿越电流I函数为I穿越＝F(P)，则可以用穿越电流安全裕度K穿越来评估线路当前输送功率水平下的重要度。

式中，I_允许是主变允许通过的穿越电流，I_当前是当前的实际运行电流，I＝F(P)函数表示随着功率P相应变化的穿越电流I的表达函数；

显然越小，线路重要度越高。K穿越的提出，可以直观地量化线路当前功率水平下对主变的影响程度，进一步地，可以在不同的接线方式下，建议线路调度方式安排线路运行的最大输送功率。

2)换相失败敏感度指标

交流***故障往往会引起联网的逆变站换相电压跌落，进而引起换相失败，换相失败成为高压直流***受端最常见的故障。近年来，随着交直流并网的迅猛发展，交流***故障导致直流***换相失败逐渐增多，更是频发于雷雨天气。单一换相失败并不会引起直流闭锁，但换相失败时刻会引起直流功率和直流电压降低、直流电流增大、换流变压器直流偏磁等不良后果，并对交流***产生冲击。更严重者，连续换相失败将会导致直流停运，多回直流同时换相失败可能对电网造成巨大冲击。

导致换相失败的原因有很多，但是交流电压跌落却是其最常见诱因。通过研究交流电压跌落幅值，跌落持续时间、故障相数等与换相失败的关系，来量化评估交流***故障与换相失败的关系，基于此提出换相失败对线路的故障敏感度指标K换，用于评估线路的重要度。

传统电压跌落评估算法中通常仅关注电压跌落幅度和电压跌落发生的频次，而忽略电压跌落持续时间的问题，提出一种考虑线路保护和重合闸动作特性的计及持续时间的电网节点电压跌落评估算法。以最常见的单相线路短路故障为例进行介绍。

设***发生如图3所示的单相接地(A相为例)故障时，故障点m的ABC三相电压电流相量满足下式所示的故障边界条件。

单相接地故障属于不对称故障类型，与两相短路接地故障类似故障位置的接地点为零序电流分量提供了通路，因此***中正序分量、负序分量和零序故障电流分量均包含。应用对称分量法，对上式三相边界条件进行分解后，故障点m的序分量表示的故障边界条件式如下：

采用序阻抗Zmm和欧姆定律，引入三相旋转因子

可以得到线路任一点g处的三相电压。如下式：

其中

分别为在***发生故障前，***正常运行时故障点出的三相电压相量，可以根据故障点里线路两端的距离参数算出。可以看出在***网络结构和运行参数确定时，故障电压表达式中的变量只有表示故障点在线路上位置的电压参数和故障过渡阻抗Zmm。若发生的金属性的故障，即阻抗Zmm＝0时，故障电压的变化仅与故障点在线路上的位置参数有关。

因此，根据上述电压表达式，还可以根据不同电压跌落程度反向求解对应的输电线路所在区域，如果换流站内运行允许的电压跌落幅值给定，则可以确定线路上的哪一段范围，甚至准确到哪一段线路基塔应该重点运维，可以适当增加该段重点线路区域的运维频次和作业标准，差异化运维输电线路。

直流电压跌落因子的概念结合电压型及熄弧角型换相失败判断标准可以快速判断交流故障后直流是否发生换相失败。对于***中的任一接点(可以是换流站的交流母线)j，在节点m发生故障时，基于扩展阻抗矩阵的直流电压跌落因子DCVDF为：

其中，

为节点j、m间的互阻抗矩阵，

为节点m间的自阻抗矩阵转置。若故障点m处的电流故障前后变化量为

则故障点的电压变化量为：

结合以上两式子，可以得到故障后换流站逆变侧交流母线节点电压变化量为：

显然，

和

描述的是两种不同的电压跌落情况，前者是具体到线路上的某个故障点电压跌落情况，后者是描述***中的节点电压跌落情况，在一定条件下，前者其实是后者的一种特例，因此两个电压跌落算法，完整描述了故障后的线路导致电压跌落和***某节点跳闸后的电压跌落情况。

根据工程实际运行分析，目前的研究中广泛使用临界电压降落和临界熄弧角作为由交流侧故障引起的换相失败的快速判断标准。

电压型快速判断方法：临界电压降落判据与直流的额定电压和传输容量有关，一般可取换流母线电压跌落大于30％作为判据。若

为换流站母线故障后电压，

为故障前电压，则：

因此

为换相失败判据。

熄弧角型快速判断方法：

其中，kj为逆变站换流变变比；Idj为直流电流；XLj为换相电抗；ULj为逆变站换流母线电压有效值；βj为触发超前角。考虑逆变器熄弧角不能小于7°，因此有：

若由以上两种判据得到的故障后电压值为

则相应的敏感度指标可以定义为：

线路实时的K换越小，其安全裕度越小，故障后可能出现换相失败的概率越高，应提高相应线路的重要度。敏感度***K换的指标提出，量化直观地反应了当前电压水平下，如果出现***性跳闸或者线路跳闸时，距离可能导致换相失败的安全裕度，对于换流站运维实时监控具有重要的指导意义。对于线路发生方式调整、输电负荷、站点电压水平(实际是电网电压水平)发生变化后，可以快速地反应相应线路的安全裕度情况，根据不同的裕度，可以划分线路的重要度，即是可以差异化地开展重点运维。

3)线路功率转移指标

电力***大停电事故，给社会经济带来了巨大损失。这些事故通常由电网中一个或几个处于运行极限的元件发生故障引起，引发潮流大范围转移，从而加重了部分线路的负荷，使保护相继动作，最终形成连锁故障。研究表明，在连锁故障发生初期，只有部分线路的有功潮流急剧变化，大部分线路的有功潮流变化很小，甚至基本不变。而这些有功潮流急剧变化的线路往往与开断线路两端母线节点有紧密联系，是最容易发生连锁过载跳闸的危险线路。综合考虑网络拓扑关系、潮流分布及大小的研究方法。

电网复杂网络可以用含有n个接点，E条边的复杂有权网络描述，用图G及边权邻接矩阵W描述。

G＝[V，E] (1-12)

当wij均为1时，式(1-13)(1-14)即表示无权网络模型。

以线路电抗为边权的加权网络模型，反应的是电网的拓扑结构特性。在电网的加权网络模型中，边权为：

式中，Xij为线路Lij电抗。

以线路负载率倒数为边权的加权电网模型，反应的是考虑线路特性的潮流分布差异以及输送功率极限的限制。在加权电网模型中，边权为：

定义电网中某条线路断开后，与断开线路的两端直接或间接相连且受到有功潮流影响较大的线路为危险输电线路。

假设线路Li过载，

为直流Li断开前线路的Lj的有功潮流，

为支路Li断开后线路Lj的有功潮流，P_i ⁰为直流Li断开前的有功潮流。则开断线路Li的有功潮流分布系数

可表示为：

有功潮流分布系数K_分表征了正常线路Lj受到线路Li开断事故后的影响严重程度。显然，K_分越大，表示转移到线路Lj的有功潮流越大，受到的影响程度也越严重，因此该线路的重要度越高，反之，则影响越小，线路重要度则低。

利用Floyd算法，在不同的加权网络模型中以危险线路为搜索目标，识别出考虑网络拓扑特性和潮流特性的危险线路，如图4所示，则可以用以评价线路的重要度。

4)过载率与过载裕度指标

在实际电网运行中，调度更多的是关注断面潮流的线路是否出线过载，包括正常运行情况及N-1情况下的线路功率情况。比如，在某一潮流断面中，规定某线路的过载定值为P过，则当实际运行功率大于此值时，则判断线路过载。该认定方法较为简洁直观，有利于调度员的快速判断，但其断面选择具有一定的经验性和过于笼统。根据当前潮流采用基于图论的输电线路功率组成的快速分析方法，计算出每条线路上各发电机与各负荷间实际输送的功率；然后采用基于离差平方和法的聚类分析对线路进行分类，得到各条线路按照与过载线路功率组成相似程度的排序。线路过载后，依序比较回路中线路与过载线路的潮流方向，以判定其是否属于过载线路的并行输电断面。最后通过计算过载线路切除后引起其潮流增加的有功潮流分布系数，判定过载线路的并行输电断面的范围。由此选择的潮流断面更能反映线路对***的复杂内在影响。

过载定值的制定，一般是考虑线路的热稳定极限，或者断面N-1后另一回线路不出现过载的情况。因此，输电断面的确定，以及其过载定值是衡量线路重要度的一个关键指标。为了量化和给运维人员有更好的直观判断，提出过载裕度指标K过，是衡量当前线路功率P与过载功率值P过的程度，可以用绝对值或者百分比表示：

K过越大，线路的重要度越弱，线路的运维周期可以调长，K过越小，则线路的重要度越强，线路的运维间隔应该缩短。

5)线路功率偏离度指标

定义线路功率偏离度K偏为：

其中，P为线路当前功率，P0为定义的线路初始功率值。

将定义的初始功率为基准，则线路功率输送的偏离度以及离散度，影响着***的电网运行稳定性，因此对线路传送功率偏离度指标的研究，可以反应线路的重要度。

6)支路灵敏度指标

线路输送功率不同时，网架中每条支路针对不同负荷节点功率损耗变化的灵敏程度存在差异，这一方面是线路参数本身属性所致，另一方面是潮流引起的电压等多因素电气量综合导致的差异性，因此，可以采用功率传输分布函数来量化线路功率值与线路灵敏度的关系。

根据经典潮流分析理论，网络***中某一发电机节点与负荷节点对之间所包含全部支路的有功功率与无功功率表示如下：

式(1)中PGi和QGi分别是有功功率、无功功率，PLi和QLi是负荷节点有功功率、无功功率，Ui和Uj是节点i和j的电压标幺值，θij表示电压Ui和Uj的相位差。

其中，某一条支路i-j中的功率为：

式(2)中，Pij和Qij分别是支路i-j的有功功率、无功功率；gij、bij、bi0分别代表电阻值、电抗值、导纳值。该式子代表的支路等效模式如图5所示：

考虑高压输电线路，采用理想灵敏度假设条件：支路电阻远远小于支路电抗；支路两节点相角差很小；节点电压标幺值近似是1。经过简化后，公式(2)中有功功率可以表达为：

式(3)中xij就是支路i-j的电抗值。从公式(3)可以看出，高压输电线路中支路的功率大小仅由支路电抗以及两节点电压相位差所决定。此时假设一共有T个负荷节点，用t代表其中某一个负荷节点。一共有L条支路，用l代表一条。则得到求导方程式：

其中，ρl,t代表支路l的功率传输分布因子，其一定程度反应支路l对负荷节点t的功率贡献程度；Pl代表支路l交换的有功功率，Pt代表负荷节点消耗的有功功率功率。将公式(4)代入公式(3)，化简后可得：

Xit和Xjt分别代表电网阻抗矩阵中对应的位置的阻抗值。由此可得支路i-j的敏感度K敏(i，j)为：

式中，L是所有支路；T是负荷节点的集合；K(i，j)反应的是支路对发电负荷节点对功率交换的总效率。

敏感度K_敏(i，j)的大小，可以反应负荷损耗的改变给支路带来的变化率，量化电力***中各条线路的敏感程度，其数值越大，线路敏感度越高，在***中的重要度越大。

7)线路温升指标

最大允许载流量Imax是指当导线温度达到最大长期允许工作温度时的载流量，当输电导线实际运行载流量长期超过最大允许载流量Imax时，会使得导线温度过高，对导线绝缘层产生严重损害，给输电线路带来安全事故的隐患。因此，计及线路实时的温升或温度情况，可以得到线路随温度变化的不同运行负荷下的重要度，显然，在越是重载线路，实时温度越高的情况下，线路考虑最大允许载流的安全裕度越小，线路重要度越高，应该加强线路运维，反之则可以降低运维强度。计及线路温度下的重要度指标具有重要研究意义，更是可以为后续线路温度智能化监测手段应用奠定基础，提供量化的严谨判别指标。

目前计算输电线路最大允许载流量的方法很多，我国常用的主要有IEEE 738-2006架空输电线路载流量计算IEEE标准和摩根计算法，但他们只适用于风速不为零时的情况，当风速、风向变化较大时，采用IEEE标准和摩尔根公式法确定允许载流量的保守条件与实际运行场景不符，因此所求的最大允许载流量并不能代表导体实际运行条件下的热载荷能力，且计算方法复杂。考虑太阳光照变化和对流情况的线路温度计算方法，计算的结果更接近实际运行工况。

输电导线内各股绞线间以及绞线与空气间隙的传热，符合三维稳态热传导方程，可建立导线内部的热传导控制方程如下：

初始条件：T丨t＝0＝T0。

式中：λ——材料的热导率；T——输电导线的温度；x、y、z空间直角坐标；η1、η2——分别为钢芯和铝线的单位体积发热率；c——物质的比热容；ρ——物质的密度；τ——时间；T0——导线初始温度。

由于

Q是材料发热量，V是材料体积。对于钢芯材料，因为在导线最内部，可以忽略光照和对流的影响，发热量Q只与电流大小和钢芯材质电阻有关。而铝线在外层，因此发热量还考虑吸收的太阳光照热量Qs和对流散热量Qc，文[13]中已经有详细计算方法介绍，这里不再赘述。因此可知，导线温度与其载流量有关，因可以将上式写成温度与载流量的函数关系式：T＝f(I)，设定允许误差为δ_允。

假设导线最高长期允许工作温度Tmax对应的载流量为Imax。利用二分法原理：(1)确定两个载流量值I1、I2作为初始解区间，使其对应的导线温度T1和T2满足T1<Tmax<T2；(2)取载流量解区间I1和I2的中间值Im＝(I1+I2)/2，根据公式(1-27)，求解出对应的导线温度Tm＝f(Im)；(3)若T1<Tmax<Tm，则以I1和Tm作为新的解区间，否则，以Tm和T1作为新的解区间。(4)判断|T-Tmax|<δ_允，若是，则输出载流量，此时的载流量就为所求的最大允许载流量。否则，重复步骤2和步骤3，直到所求温度值达到所预设的精度为止。利用该方法，则可以算出在确定线路的最大工作温度情况下的最大载流量Imax。而在当前运行电流为I0的情况下，对于的线路工作温度T0，所剩余的安全运行裕度为KT指标可表示为：

式中，T＝f(I)函数表示电流I与导线温度T的函数关系，f(I_max)是允许最大的电流下的导线温度，f(I₀)是当前电流下的导线温度值。

由于上述的评价指标维度较多，而且线路的实时状态在改变，随着潮流断面的不同，对线路的评价采用单一的指标描述不够客观和全面，但是采用多指标时又难以确定某个指标的对于当前时刻最有最好的评价效果。因此，需要进一步地对各个指标进行权重赋值，亦即是需要对各个指标在用户心目中的满意度(重要程度)进行分级。由于所提指标的权重受到实际使用对象的主观性影响，指标的重要与否具有不可量化的特点，针对这种情况，可以采用模糊理论进行分析。

模糊理论(Fuzzy Theory)是指用到了模糊集合的基本概念或连续隶属度函数的理论。模糊理论中，目标函数的模糊化是指根据决策者要求达到的满意度，构建可以作为模糊评价指标的目标函数的隶属度函数，隶属度函数可以有效地将不同量纲的目标进行比较和组合。

各指标的隶属度模型

目标函数的模糊化，是指按照目标类型、实际问题特点和要求等，以数学函数的形式转换目标函数，以统一到相同的量纲中，便于做进一步的选择和决策。一般地，目标可以分为固定型和区间型、成本型、效益型四种。

固定型目标类型顾名思义，指标越接近于某个固定值就越好。其相对优属度的计算公式如下：

式中，f_i ^*为事先给定的第i个目标指标fi的最佳值；其中

前文所提的指标中，K_穿越、K_换、K_过、K_偏、K_T这几个指标是距离允许值或者设定值越接近时，线路的重要度越高，该指标反映的线路越是决策者希望关注的对象，亦即是满意度越高的，因此上述这边可以用固定性目标函数进行模糊化处理。

成本型目标类型，要求目标的指标值越小越好。其相对优属度的计算公式如下：

μ_ij＝1-f_ij/(f_imax+f_imin) (1-30)

式中，fimax和fimin分别是统计数据中的最大和最小值。前文所提指标中，K阻抗、K分、K敏这三个指标，可以认为都是其数值越大(如果是越小，则可以将函数取反)时，线路的重要度越高，经过将目标函数取反后，都可以用成本型相对优属度进行模糊化处理。

评价矩阵

一般综合评估模型可描述为：

式中，f(xj)＝(f1(xj))，f2(xj))，…fm(xj))T表示方案xj的目标值向量。记fij＝fi(xj)(i＝1,2…m；j＝1,2…n)，表示方案xj的第i个目标值。虽然实际功率、电压等潮流是连续的变化，但是对于运维人员或者监控中心来说，不需要刷新频率比较高的实时数据，可以采用周期为小时的时间轴数据特征来做决策。比如对于一天中的某个时间，可以用过去的每个小时的潮流历史数据，通过前文所提的指标，亦即是目标函数，来得到相应时刻的目标值，作为后续决策的数据基础，这样既可以使得指标数据具有历史对比度，也可以有效进行数据降维，减小运算难度，降维处理所得的结论对实际的运维和监控并无不利影响。因此这种维度较低，目标值有限的多目标决策，可以采用决策矩阵用如下：

对应地，在将目标函数都进行相对优属度转换后，可以得到基于隶属度的评判矩阵：

式中，μ_ij代表的实际意义是第j个时刻指标Ki对应目标函数的目标值fi的满意度。因此采用选定的决策方法，就可以通过该评价矩阵得出某个具体时刻线路重要度采用哪个指标来评价最有效，也可以得出连续n个时刻后的最有价值评价指标是哪个。

决策方法

本实施例选用模糊多目标决策的常用方法：极大极大方法进行决策判定。若方案

满足，则：

i、j是网络***的节点，i-j是网络***连接节点i与j的支路；

当方案

最优时，则对应的指标为该时刻最优指标，将

从方案集X中去除，在进行上式进行判定，如此类推，则可以得出方案集X中的所有方案权重高低排序。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，其特征在于，所述方法包括：

对目标线路建立局部***等值模型，以对目标线路进行线路阻抗和穿越电流安全裕度检测分析，获得线路阻抗指标和穿越电流安全裕度指标；

对上述所获得的全部指标采用模糊多目标决策方法来综合考虑各个指标，以选出不同时刻下的最优评价指标来评价线路的重要度。

2.如权利要求1所述的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，其特征在于，所述线路阻抗指标为：

若线路阻抗为Xi，则用线路阻抗函数K_阻抗＝F(Xi)来反应线路阻抗对换流站的影响不同程度，线路K_阻抗越小，线路上的点对应地对站点的联系越紧密，线路重要度越高，对站点的影响越大，反之越小。

3.如权利要求1所述的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，其特征在于，所述穿越电流安全裕度指标为：

在已知的接线方式下，线路的输送功率P与穿越电流I函数为I_穿越＝F(P)，则用穿越电流安全裕度K_穿越来评估线路当前输送功率水平下的重要度；

K_穿越值越小，线路重要度越高。

4.如权利要求1所述的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，其特征在于，所述过载率与过载裕度指标为：

P_过为过载功率值，P为当前线路功率值

K_过越大，线路的重要度越弱，线路的运维周期调长，K_过越小，则线路的重要度越强，线路的运维间隔应该缩短。

5.如权利要求1所述的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，其特征在于，所述线路功率偏离度指标为：

定义线路功率偏离度K_偏为：

其中，P为线路当前功率，P₀为定义的线路初始功率值；

以定义的初始功率为基准，则线路功率输送的偏离度以及离散度，影响着***的电网运行稳定性。

6.如权利要求1所述的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，其特征在于，所述线路温升指标为：

7.如权利要求6所述的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，其特征在于，所述线路温升指标通过如下方式建立：

输电导线内各股绞线间以及绞线与空气间隙的传热，符合三维稳态热传导方程，建立导线内部的热传导控制方程如下：

初始条件：T|_t＝0＝T0；

式中：λ——材料的热导率；T——输电导线的温度；x、y、z空间直角坐标；η₁、η₂——分别为钢芯和铝线的单位体积发热率；c——物质的比热容；ρ——物质的密度；τ——时间；T0——导线初始温度；

由于

Q是材料发热量，V是材料体积；将上式写成温度与载流量的函数关系式：T＝f(I)，设定允许误差为δ_允；

假设导线最高长期允许工作温度Tmax对应的载流量为Imax，利用二分法原理：

(1)确定两个载流量值I1、I2作为初始解区间，使其对应的导线温度T1和T2满足T1<Tmax<T2；

(2)取载流量解区间I1和I2的中间值Im＝(I1+I2)/2，根据公式(5)，求解出对应的导线温度Tm＝f(Im)；

(3)若T1<Tmax<Tm，则以I1和Im作为新的解区间，否则，以Im和I2作为新的解区间；

(4)判断|T-Tmax|<δ_允，若是，则输出载流量，此时的载流量就为所求的最大允许载流量；否则，重复步骤2和步骤3，直到所求温度值达到所预设的精度为止；

利用该方法，计算出在确定线路的最大工作温度情况下的最大载流量Imax；而在当前运行电流为I₀的情况下，对于的线路工作温度T0，所剩余的安全运行裕度为K_T指标可表示为：

8.如权利要求1所述的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，其特征在于，所述线路功率转移指标为：

假设线路Li过载，

为线路Li断开前线路Lj的有功潮流，

为支路Li断开后线路Lj的有功潮流，P_i ⁰为直流Li断开前的有功潮流，则开断线路Li的有功潮流分布系数

表示为：

有功潮流分布系数K_分表征了正常线路Lj受到线路Li开断事故后的影响严重程度，K_分越大，表示转移到线路Lj的有功潮流越大，受到的影响程度也越严重，因此该线路的重要度越高，反之，则影响越小，线路重要度则低。

9.如权利要求1所述的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，其特征在于，所述支路灵敏度指标通过如下方式得到：

网络***中某一发电机节点与负荷节点对之间所包含全部支路的有功功率与无功功率表示如下：

式(7)中P_Gi和Q_Gi分别是有功功率、无功功率，P_Li和Q_Li是负荷节点有功功率、无功功率，U_i和U_j是节点i和j的电压标幺值，θ_ij表示电压U_i和U_j的相位差；

其中，某一条支路i-j中的功率为：

式(8)中，P_ij和Q_ij分别是支路i-j的有功功率、无功功率；g_ij、b_ij、b_i0分别代表电阻值、电抗值、导纳值；

采用理想灵敏度假设条件：支路电阻远远小于支路电抗；支路两节点相角差很小；节点电压标幺值近似是1，经过简化后，公式(8)中有功功率表达为：

式(9)中x_ij就是支路i-j的电抗值；从公式(9)看出，高压输电线路中支路的功率大小仅由支路电抗以及两节点电压相位差所决定，假设一共有Z个负荷节点，用t代表其中某一个负荷节点，一共有L条支路，用l代表一条，则得到求导方程式：

其中，ρ_l,t代表支路l的功率传输分布因子，其一定程度反应支路l对负荷节点t的功率贡献程度；P_l代表支路l交换的有功功率，P_t代表负荷节点消耗的有功功率功率，将公式(10)代入公式(9)，化简后可得：

X_it和X_jt分别代表电网阻抗矩阵中对应的位置的阻抗值，由此可得支路i-j的敏感度K_敏(i，j)为：

式中，L是所有支路；Z是负荷节点的集合；K_敏(i，j)反应的是支路对发电负荷节点对功率交换的总效率；

10.如权利要求1所述的交直流合建换流站重要线路运维安全性检测评价方法，其特征在于，所述对上述所获得的全部指标采用模糊多目标决策方法来综合考虑各个指标，以选出不同时刻下的最优评价指标来评价线路的重要度包括：

选用极大方法进行决策判定，若方案

满足，则：

i、j是网络***的节点，i-j是网络***连接节点i与j的支路；

当方案

最优时，则对应的指标为该时刻最优指标，将

从方案集X中去除，再对上式进行判定，如此类推，则得出方案集X中的所有方案权重高低排序。