基于多图层GIS信息的输电线路风险评估

王振滔 李亚南 费良明 王鹏

(国网四川省电力公司绵阳供电公司)

基于多图层GIS信息的输电线路风险评估

王振滔 李亚南 费良明 王鹏

(国网四川省电力公司绵阳供电公司)

由于输电线路评估需要收集大量数据，且输电线路的数据关系复杂、类别繁多，目前评估数据的采集缺乏手段，因此为更便捷地对输电线路进行风险评估，本文根据GIS系统中的多图层信息，提取出输电线路风险评估技术因素的特征量，并采用危险源辨识及风险评估（HIRA）和累计扣分法对输电线路进行风险状态的评估,最后给出了某条线路的风险评估过程，表明了本文方法的有效性。该方法实现了输电220kV线路和重要110kV线路风险管理数据的图形化、精益化，从而达到加强风险管控的目的。

输电线路；风险评估；GIS系统；多图层；危险源辨别及风险评估；累计扣分法

0 引言

输电线路是电力系统的重要组成部分，具有线路距离长、覆盖范围大、安全可靠性要求高等特点。根据《地市级重要输电通道风险评估工作方案》的工作要求，需要对火灾、冰害、舞动、风害、地质灾害、污闪、异物、雷击、机械外破、树线放电、鸟害等11个技术要素分别进行地市级重要输电通道的风险评估[1-4]，也明确了评估方法。输电线路的数据关系复杂、类别繁多，且评估数据的采集缺乏手段，参数的设置也较为困难，影响了“工作方案”的深入、广泛开展。因此，借助现代信息技术，对地市级重要输电通道风险评估提供技术手段支持，是今后发展的方向。

近年来随着计算机技术的迅猛发展,尤其是GIS技术[5-7]的成熟,其有多维图层功能，包括专业矢量地图、公用路网图、卫星影像地图、污区图、雷电定位图、鸟害、气象图、山火危害图、地质灾害图与社会危险点图等多种功能图层。通过多图层GIS信息，按需求从图层中点选所需评估输电线路，通过分析线路所在图层信息，运用危险源辨识及风险评估（HIRA）和累计扣分法对线路风险状态进行评估。

1 输电线路风险隐患

1.1 隐患排查

依据国家、行业相关标准，结合实际运行经验，按照确定的技术排除路线对火灾、冰害、舞动、风害、地质灾害、污闪、异物、雷击、机械外破、树线放电、鸟害等11个技术要素中每个技术要素开展现场逐基、逐项排查，找出通道内全部隐患点。

1.2 技术因素特征量提取

为了定量评估输电线路风险状态，对11个技术因素提取出最具代表性的特征量进行分析，其中以所在防火区等级、覆冰厚度(最大耐张段长度)、所在舞动区等级、地区最大风速、地质灾害等级、绝缘子爬电比距、异物故障次数、地闪密度对应雷暴日(地线保护角和接地电阻)、机械外破故障次数、树木净空距离、所在鸟害区等级来分别表征11种技术因素，并以此作为技术排查内容，对输电线路风险做出评价。

2 危险源辨识及风险评估法（HIRA）

2.1 HIRA方法

对于排查出来的主要计算方法为危险源辨识及风险评估(HIRA)，其风险值计算公式为

其中，Risk表示整段输电线路的风险值；ωi、Ki、Li、Ei、Ci分别为单个技术因素的权重、风险调整系数、危害可能性、危害频率、危害后果。风险调整系数需要根据当地的受微地形、突发情况等随机因素影响进行判定。

2.2 风险评估

根据技术要素对地市级重要输电通道造成故障的可能性，将技术要素由轻到重分为四个等级，权重对应为权重1、权重2、权重3、权重4，分值分别为1、2、3、4。技术要素权重系数见表1。

表1 技术要素权重系数

1）对排查出来的每个技术要素的隐患，采用 HIRA（危险源辨识及风险评估）方法进行风险值计算，根据风险值的大小，将风险程度等级由轻到重分为四级，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，其对应的基本扣分值为 2、4、8、10 分。

2）根据权重乘以基本扣分值的公式计算通道区段的技术要素扣分值。

应扣分值 =权重×对应的风险等级基本扣分值，

计算方式见表2：

表2 扣分值计算表

3）对通道区段内各技术要素扣分值进行叠加，依据各技术要素合计扣分值相同且连续的原则重新划分通道区段，根据单项最大扣分值和合计扣分值，确定区段的风险状态。将通道区段风险状态设为四级：正常状态、低风险状态、中风险状态、高风险状态[8-9]。

根据HIRA的累计扣分法[10]对某条输电线路进行风险评估。对于四种风险状态的评判标准如表3所示，本文以采用此标准的评估样本作为训练样本和测试样本。

表3 风险评估等级划分标准

3 基于GIS图层信息的风险评估

3.1 GIS图层信息

以某条重要输电通道为例进行风险评估，其包含了3个通道区段，在GIS中地图显示图1所示。其所在的地区各类图层如图2所示。

3.2 基于GIS图层信息的输电线路风险评估

结合GIS图层信息进行输电线路风险评估流程图如图3所示。

图1 输电线路地理位置图

图2 输电线路所在多维图层信息

通过GIS图层得到各技术因素的特征量，并采用HIRA进行输电线路风险评估。根据隐患排查结果，本通道线路在外破、异物、鸟害三个方面存在隐患，通过HIRA评估如表4、表5所示。

故经核查，柳林-花园口重要输电通道的主要风险为异物、鸟害和机械外破隐患，经风险评价，该通道均处于正常状态，不存在中风险、高风险区段。

5 结束语

结合GIS系统的多图层信息，可以得到11种技术因素相对应的特征量，进而通过HIRA结合累计扣分法对输电线路进行风险评估。通过按照不同技术要素绘制成不同故障类型风险分布图，可以通过图像动态显示输电线路存在的风险、评价结果，可以实现输电220kV线路和重要110kV线路风险管理数据、图形化、精益化，从而达到加强风险管控的目的。

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图3 基于GIS图信息的输电线路风险评估流程图

表4 技术要素扣分汇总表

表5 通道区段风险状态汇总表

2017-08-25）