《10kV配电网防雷措施综合评估综述》6800字

10kV配电网防雷措施综合评估综述目录TOC\o"1-2"\h\u2984710kV配电网防雷措施综合评估综述 166701.1综合评估方法 1286001.1.1经典AHP法 1116421.1.2模糊综合评价法 3176971.1.3蒙特卡罗模拟法 491761.1.4FTA法 434191.1.5灰色系统理论法 471191.210kV配电网防雷措施模糊综合评价指标体系 5152751.2.1体系建立原则 5137891.2.2构建10kV配电网防雷措施模糊综合评价指标体系 6183371.3综合评价指标的权重 7103001.3.1评价标准的建立及方法选择 7163631.3.2指标权重调查数据统计分析 868601.3.3指标权重的计算过程 11309931.410kV配电网防雷措施效果综合评价 12213691.1.1一级模糊综合评价 12242621.1.2二级模糊综合评价 14160631.5不同防雷措施下现场实际防雷情况对比 151.1综合评估方法对于10kV配电网线路的防雷措施的风险评估分析的方法众多，接下来对主流的一些理论方法从其本身的运用场景、优劣势等角度进行分析。1.1.1经典AHP法美国Satty教授的科研团队在上世纪下半叶创造性地提出了一种针对多目标对象的能有效解决其定性定量耦合的决策方法——经典AHP法。此方法以其科学性、客观性、系统性而著称，有助于掌控全局，对个中风险因素对全局的影响较易限制。与此同时，数量庞大的准则层就会带来大量的工作量，这就会导致小组里的偏好及主观因素的影响不可避免。同样，也无法消除少数专家意见极端分化而带来的对全局的影响。AHP就是通过层层分解，把对问题的影响因素分成多个分支，然后对每个分支的影响因素进行定性和定量分析，最终再得出一个综合结论。其分析流程如图1.1所示。图1.1AHP法分析流程Fig.1.1TheprocessofAHPanalysis.以下是主要的4个工作环节：（1）将研究对象的模型结构进行层次化构建经典AHP法的重中之重是把研究对象抽象成模型结构，并且进行层次化构建。这项工作的是建立在已经详尽分析研究对象的基础上的，继而将各因素会对全局的影响从大到小进行归类，以及其属性的差异性进行归纳，这些将构成模型结构的各个层次。这个模型中，相连接的各层之间存在关联，下面是上面的递进，存在交集。最上层正常只存在一个影响因素，是目标层。最下面是方案和对象层，与最上层之间还存在着许多的其他影响综合评价的层次。（2）构造成对比较矩阵为实现将各因素以重要性为衡量评估标准，而从最重要至不重要排序，可操作性、准确度较高的方法是将因素之间两两比较。数字“1”到“9”是一个因素相对于另一个因素的重要程度的体现，即“同样重要”与“极端重要”之间的一种重要程度。从而实现将研究对象模型结构的分层，并得到比较矩阵。（3）求得权向量并做一致性检验运用MATLAB软件对由步骤（2）得出的矩阵进行运算处理，求解其最大特征值和特征向量，并且利用一致性比率法对特征向量实现一致性验证。当检验的结果不符合要求时，就必须返回至步骤二，进行对比较矩阵的重复构造；而检验为一致时，权向量完全可以由特征向量归一化之后的结果取得。（4）求得组合权向量并做一致性检验由最高层开始向最下层，逐层进行该层所有因素与最高层的重要性衡量工作，求得组合权向量。继而，参照步骤（3）验证一致性。一旦一致性验证不成功，就必须将对比矩阵重新构建。1.1.2模糊综合评价法模糊综合评价法是以Zadeh教授为首的美国科研团队创造性地提出了一种源于模糊数学理论的综合评判法，完美地继承了后者具有的明朗结果、较强系统性等特点，尤其在求解各种具有以非确定性、难量化为特征的问题方面拥有显著优势。综合考虑多种因素对项目实施效果的影响。模糊综合评价法同时也存在弊端，评价指标权重通常是模糊的，是人为分析得出的判断结果，而且只是一个集合，不是确定性的数字，太具有主观性。总体来讲，模糊综合评价法的诸多优点使其在综合评价中应用较为广泛。针对10kV配电网防雷措施的综合评价涉及到多种学科交叉，技术复杂，系统性、综合性强，存在大量不确定、难量化的信息，与此同时，必不可少的是数量繁多的各类因素的影响也是要求通盘筹划进项目里，考虑其对项目实施效果的影响。因此，本章采用模糊综合评价法来评估10kV配电网防雷措施的质量风险。以下是基于模糊综合评价法来评估10kV配电网防雷措施的质量风险的步骤：（1）明确评语集对评估对象可能的结果做出的评价形成一个集合，称之为评语集，一般设为。（2）建立因素集代表对象在评估时会产生的所有影响因素，即n个子集。（3）模糊评价单一因素挨个评估步骤(1)建立的因素集中的n个子集，接着Vi的隶属度值可以由Ui推导得出，即单一因素评价集。（4）权重集的建立由于项目实施过程中，各个因素会产生不同的结果，造成的影响程度并不是一致的。所以，对Ui设定非等值的权重能够将各个因素以不同的重要性为衡量条件区分出来。只有同时具有非负性和归一性为特征的，才能构成集合。（5）模糊综合评价模糊矩阵R是由步骤(1)所确定的评语集中各因素评语子集计算的各指标评语所占的分量而得出的，其表达式如下：(1.1)利用步骤(4)所得的权重集W，以及结合模糊算子的加权平均形式，能够得出综合评价矩阵(1.2)评价结果的最终形式，是以这种算法不断迭代计算，由下层一直计算得到。（6）处理评价指标利用MATLAB的算法编程，可以大大降低计算量，使得运用公式计算法得出评价指标具有可行性。是本项目利用模糊综合评价风险的最终评价值。最后，可以运用加权平均法进行分析处理，求解出综合评价最优结果。1.1.3蒙特卡罗模拟法起源于计算数学，在上个世纪上半叶逐渐发展起来的蒙特卡罗模拟法，以其能够运用于较精确地定量分析具有复杂繁多风险因素的问题，还能直接将风险因素处理并显现出来而广受关注。同样，蒙特卡罗模拟法还有一些缺点难以克服，比如计算量巨大且复杂，一定程度上制约了其广泛运用。1.1.4FTA法十九世纪六十年代初在美国，基于布尔逻辑的FTA法诞生于电话实验室，以其可以定量、定性分析项目中有可预测型或已发生型风险而著称。然而，由于搭建较多复杂事项、众多影响因素项目的故障树工作量巨大，非常耗时，运用条件比较苛刻，发展受到限制。1.1.5灰色系统理论法作为控制理论的一个新兴领域，完美将控制理论和运筹学相有机结合，强调控制及预测各种灰色系统发展的灰色系统理论法，对于解决具有以数据稀少、信息不确定性为特征的项目系统风险评价问题拥有独特优势。不可忽视的是，选择评价指标的质量会严重影响这种方法的精确性，客观性不足，而且，对于项目中的风险因素与风险因素之间的牵连考量不足。因此，不适用于评估10kV配电网防雷措施的质量风险。1.210kV配电网防雷措施模糊综合评价指标体系1.2.1体系建立原则（1）客观性和科学性坚持客观性与科学性相统一是一个评价指标体系具有正确性的前提条件，也是基础条件。一旦这个基石般的条件都无法满足，一个合格的评价指标体系将无从谈起，此时，项目质量风将不能准确客观地预测和反映，同样也更加无法做到精确管控。（2）周密性和层次性指标体系的建立的成功与否很大程度上是与指标的结构有关，必须要同时具有周密性和层次性，缺一不可。项目寿命历程的所有环节可能发生的风险的如实反映，以及工作评价机制的成功建立极大地依赖具有多层次结构的指标体系。与此同时，若层次不够多，不够细致，就会产生漏洞，而通过漏洞发生的风险，往往也是最致命的。因此，在具备层次性的同时，必须也要强调周密性。这样，尽管风险来源广、范围广，也能够全面考虑，对于项目的影响也都是可控的，有力地支持了项目质量风险评价。（3）定量与定性有机结合对于项目质量风险来说，仅仅对其定量分析或者定性分析都是不充分的，就会导致体系的建立是片面的，对风险无法准确认知。一旦对风险进行了错误的预判，为项目留下了定时炸弹。只有坚持定量与定性有机结合，才能充分认知风险，继而才能客观地科学地进行风险评价。（4）可执行性指标体系要能够实现有效统计以及测度，体系对于获取数据、赋值就要足够便利，特别是对于量化、制定部分指标时，难易程度不相同，这就必须要求体系的建立充分考虑了可执行性，为项目执行者提供便利。接纳、借鉴行业认可的、公认的，已经有成熟应用的指标是解决以上问题的一个绝佳解决方案，与此同时，也为项目的决策者创造一个易上手的使用环境。（5）适用性和发展性指标体系与项目的内容、性质、特点等因素要有较高的契合度，对影响项目质量管理的各项风险要能够准确体现，即需要对本项目要有较高的适用性。同时，在项目的建设期内，随时间的变化，项目本身会有一定的变动和改进，因而，指标体系自身的发展性也是必不可少的，保持对项目的一个跟随性的契合度。1.2.2构建10kV配电网防雷措施模糊综合评价指标体系通过分析10kV配电网防雷措施进行分析，得出10kV配电网防雷措施综合评价影响因素。（1）目标层由于本模糊综合评价指标体系是针对10kV配电网的防雷措施，因此，目标层有且仅有唯一的元素。防雷措施的最佳方案是必须要根据10kV配网输电线路本身的特点，还有线路的规定条件综合得出。（2）准则层10kV配电网的防雷措施的准则层是为目标层的实现，要求的更进一步的一些因素的考量而得出的，主要是表1.1中第二列所列举的5个因素。通过对这5个因素的分析考虑，能够较全面的实现目标。（3）方案层对准则层的各因素进行更进一步细化分析，就能得出方案层的系列因素，如表1.1所示。6个具体的项目方案构成方案层，方案层又是相对于准侧层更加细化具体的防雷措施表1.1为由上述三个层次结构的因素构建出10kV配电网防雷措施综合评价体系。表1.1主要性能对比Tab.1.1Performancecomparison.目标层准则层方案层10kV配电网防雷措施综合评价指标体系降低跳闸率(P1)降低塔杆接地电阻（P11）安装避雷器（P12）差绝缘（P13）架设避雷线（P14）架设耦合地线（P15）安装防雷间隙（P16）工程费用(P2)降低塔杆接地电阻（P21）安装避雷器（P22）差绝缘（P23）架设避雷线（P24）架设耦合地线（P25）安装防雷间隙（P26）效果目标(P3)降低塔杆接地电阻（P31）安装避雷器（P32）差绝缘（P33）架设避雷线（P34）架设耦合地线（P35）安装防雷间隙（P36）维护难易度(P4)降低塔杆接地电阻（P41）安装避雷器（P42）差绝缘（P43）架设避雷线（P44）架设耦合地线（P45）安装防雷间隙（P46）运行寿命(P5)降低塔杆接地电阻（P51）安装避雷器（P52）差绝缘（P53）架设避雷线（P54）架设耦合地线（P55）安装防雷间隙（P56）1.3综合评价指标的权重1.3.1评价标准的建立及方法选择在10kV配电网防雷措施模糊综合评价指标中，当满足下式关系时，此时为最大隶属度原则中最有效的。（1.3）与此同时，若满足式(1.4)时，根据最大隶属度原则是处于完全失效状态的。并且，当取的值更大时，相对来说此时最大隶属度原则就更有效。（1.4）其中，的取值在(0,1)区间中。通过归纳总结，可以发现与比值和最大隶属度原则有效性能够看成为正比关系。设，可以得到的取值范围：（1）最有效状态时，的值是最大的，此时为1;（2）完全无效状态时，的值是最小的，此时为。1.3.2指标权重调查数据统计分析（1）调查数据本文10kV配电网防雷措施的风险因素采用Delphi法实现定性的分析判断，继而确定体系中各个因素指标的权重。Delphi法是一种高效优异的反馈匿名函询法，它是以具有专业知识的专家的意见判断为依据，对项目对象进行预测，全程背靠背，以保障客观性。Delphi法具有反馈性、匿名性和统计性等特点，而且较大程度倚重专家的意见，因此，专家的选择必须慎重，保证客观性。基于以上认知，在考察10kV配电网防雷措施的过程中，以具有电网防雷专业知识和丰富经验的高级从业人员、业内资深专家以及房地产项目咨询师等人员，组成了10kV配电网防雷措施参评委员会。为了增加调查数据的准确度，保证过程的客观性，对专家进行了10kV配电网防雷措施方案的详细介绍，提升对项目工作的契合度，采取了将10kV配电网防雷措施因素按等级划分。每位专家对10kV配电网防雷措施影响因素及相关数据，都是结合10kV配电网情况和自身的经验所得。本文让每一位专家对10kV配电网防雷措施进行了投票打分，进而对10kV配电网防雷措施进行等级定性分析，如表1.2所示表1.210kV配电网防雷措施综合评价专家调查数据统计表Tab.1.2Statisticaltablesofexpertsurveydataoncomprehensiveevaluationoflightningprotectionmeasuresin10kVdistributionnetworks.评价指标很重要比较重要一般稍微重要不重要降低塔杆接地电阻（P11）33756安装避雷器（P12）32853差绝缘（P13）15782架设避雷线（P14）27462架设耦合地线（P15）02384安装防雷间隙（P16）26512降低塔杆接地电阻（P21）23834安装避雷器（P22）13645差绝缘（P23）02683架设避雷线（P24）25233架设耦合地线（P25）23475安装防雷间隙（P26）15485降低塔杆接地电阻（P31）23364安装避雷器（P32）13452差绝缘（P33）34712架设避雷线（P34）15622架设耦合地线（P35）03284安装防雷间隙（P36）25313降低塔杆接地电阻（P41）36523安装避雷器（P42）16343差绝缘（P43）25612架设避雷线（P44）12854架设耦合地线（P45）22395安装防雷间隙（P46）32254降低塔杆接地电阻（P51）01385安装避雷器（P52）25314差绝缘（P53）26471架设避雷线（P54）04286架设耦合地线（P55）35722（2）数据分析在获得专家投票数据之后，利用式(1.5)进行计算处理，能够得到相对于全部评价等级的各个指标因素的得票率，也就是评价体系中指标等级的隶属度，如表1.3所示。(1.5)表1.310kV配电网防雷措施综合评价指标隶属度计算结果Tab.1.3Calculationresultsofcomprehensiveevaluationindexoflightningprotectionmeasuresin10kVdistributionnetwork.评价指标很高较高一般较低极低降低塔杆接地电阻（P11）0.020.020.030.020.02安装避雷器（P12）0.020.010.030.020.02差绝缘（P13）0.000.020.030.030.01架设避雷线（P14）0.010.030.020.020.01架设耦合地线（P15）0.000.010.020.030.02安装防雷间隙（P16）0.010.020.020.000.01降低塔杆接地电阻（P21）0.010.020.030.020.02安装避雷器（P22）0.000.020.020.020.02差绝缘（P23）0.000.010.020.030.02架设避雷线（P24）0.010.020.010.020.02架设耦合地线（P25）0.010.020.020.030.02安装防雷间隙（P26）0.000.020.020.030.02降低塔杆接地电阻（P31）0.010.020.020.020.02安装避雷器（P32）0.000.020.020.020.01差绝缘（P33）0.020.020.030.000.01架设避雷线（P34）0.000.020.020.010.01架设耦合地线（P35）0.000.020.010.030.02安装防雷间隙（P36）0.010.020.020.010.02降低塔杆接地电阻（P41）0.020.020.020.010.02安装避雷器（P42）0.000.020.020.020.02差绝缘（P43）0.010.020.020.000.01架设避雷线（P44）0.000.010.030.020.02架设耦合地线（P45）0.010.010.020.030.02安装防雷间隙（P46）0.020.010.010.020.02降低塔杆接地电阻（P51）0.000.000.020.030.02安装避雷器（P52）0.010.020.020.010.02差绝缘（P53）0.010.020.020.030.00架设避雷线（P54）0.000.020.010.030.02架设耦合地线（P55）0.020.020.030.010.011.3.3指标权重的计算过程根据前文给出的确定各指标权重的过程，计算出10kV配电网防雷措施一级、二级模糊综合评价的因素权重集，如表1.4所示。表1.410kV配电网防雷措施综合评价指标层影响权重的计算结果Tab.1.4Calculationresultsofinfluenceweightofcomprehensiveevaluationindexlayeroflightningprotectionmeasuresin10kVdistributionnetwork.准则层权重方案层权重降低跳闸率(P1)0.32降低塔杆接地电阻（P11）0.346安装避雷器（P12）0.3562差绝缘（P13）0.3312架设避雷线（P14）0.3847架设耦合地线（P15）0.3623安装防雷间隙（P16）0.1405工程费用(P2)0.13降低塔杆接地电阻（P21）0.1586安装避雷器（P22）0.2102差绝缘（P23）0.06423架设避雷线（P24）0.0896架设耦合地线（P25）0.07654安装防雷间隙（P26）0.06911效果目标(P3)0.12降低塔杆接地电阻（P31）0.1228安装避雷器（P32）0.0986差绝缘（P33）0.1387架设避雷线（P34）0.1234架设耦合地线（P35）0.1352安装防雷间隙（P36）0.0985维护难易度(P4)0.22降低塔杆接地电阻（P41）0.3216安装避雷器（P42）0.1188差绝缘（P43）0.2132架设避雷线（P44）0.1652架设耦合地线（P45）0.1430安装防雷间隙（P46）0.1763运行寿命(P5)0.21降低塔杆接地电阻（P51）0.3106安装避雷器（P52）0.1048差绝缘（P53）0.1518架设避雷线（P54）0.2103架设耦合地线（P55）0.273安装防雷间隙（P56）0.22411.410kV配电网防雷措施效果综合评价1.1.1一级模糊综合评价对表1.4所确定的10kV配电网防雷措施评价指标隶属度表进行进一步的处理，并按照前文所获得的指标权重，从而可以得到指标层次评价因素的单因素评判矩阵R1、R2、R3、R4、R5：(1.6)(1.7)(1.8)(1.9)