基于层次分析评价线路输电路径优化设计应用研究

周鹏程

（湖南科鑫电力设计有限公司）

0 引言

电站要将生产的电能传输给用电方使用，需要通过电力输送线路来实现，构建完备的电力输送线路能够保证电能稳定高效地从发电站传输到各个用电单位，使发电站与用电单位都能获得较高的经济利益。输电线路在构建的过程中，除了对工程质量有较高要求外，还包含诸多特殊施工技术，需要多个职能部门参与到工程中，从而共同对工程项目的整体质量与技术标准进行把控。另外在工程施工过程中可能受到环境影响，使得工程进度与质量受到一定程度的影响，因此，在建造期间，需要对电力输送线路工程建设的单位进行综合考量，使工程在符合国家工程安全规范标准的同时，在提升工程经济效益的情况下，对客观合理的输电线路进行构建。

1 输电线路设计的相关理论

1.1 输电线路路径选择

在整个电力传输系统线路工程建设中，最为重要的部分是初期工程规划中对线路铺设路径进行确定，同时还需要对预设路径的地质情况进行探明。规模较大的电力传输项目所铺设的电力线路的距离较长，地质环境往往较为复杂，需要在规划初期对工程线路进行系统的勘探，对施工内容进行明确，对可能发生的各种问题提前预警与解决。在初期规划中对工程线路的起点与终点确定后，需要通过系统全面地调研与勘探来对具体的方案进行确定，方案的确定对电力线路的经济效益、技术支持等多方面的影响较大，需要在调研勘探的过程中严格考察线路方，以确保工程指标能够符合规划目标。

1.2 气象条件对输电线路设计的影响

在具体的电力线路工程调研勘探过程中，需要对工程方案涉及的电力公司的具体标准以及电气网络的整体架构进行明确，对现有线路与项目线路方案进行综合考量，根据项目工程的技术指标参数明确导线以及相关保护，在工程项目设计中需要对气象条件进行充分考虑。

（1）一般气候条件下。强风、低温、结冰等因素会对输电线路的正常运行造成一定程度的影响，使电力线路的设备出现故障，从而威胁到电力线路的安全稳定。并且强风、低温、结冰等因素所造成的线路影响不同，需要对各个因素造成的实际影响进行综合考虑。

（2）电力线路需要维护时。在这种状态下，要实现具体的工作要求风速不能超过10m／s，并且气温不能低于冰点。

（3）架空输电线路设计区划。需要根据具体区域制定的相关 《架空输电线路设计计算用气象条件区划》来对具体的气象区划进行计算，在计算过程中需要严格遵照相关参数来实施。

2 基于层次分析法的输电线路路径优化选择方法

2.1 层次分析法的引入

层次分析法能够将常规分析方法中的定性与定量有机结合，使得分析方法具备较高的科学逻辑性，能够对项目内容进行全面分析，从而为项目规划者提供可靠的决策依据。层次分析法首先提出问题，再由各个分层来循序渐进地对具体的问题进行分析与解决，将需要通过决策的问题进行细化分解，并且列出相应的解决方案。在分层结构确立后，能够较为清晰地对每层中的因素进行重要程度的分析，并通过具体情况采用效率最高的方法来进行处理，最后对所有的要素进行矩阵排列，即可清楚看到各个要素在实际工程中的状态。

2.2 基于模糊综合评价法的路径优选

模糊综合评价是通过量化分析的模式，运用模糊子集来客观反映对象的模糊指标，最后根据模糊变换原理对指标进行评估。在电力系统工程建造过程中的线路规划过程中，通过该方法运用模糊数学理论知识所构建的模型对工程线路预设影响因素进行综合处理，最终得出最具优势的路线方案。模糊综合评价是运用模糊数学原理将定性分析转化为定量分析，使得分析结果更具客观科学性，并且整个分析逻辑清晰，能有效解决量化分析难以处理的问题。该方法的常规步骤分为以下几步：

（1）对分析目标的因素论域进行明确；

（2）对分析目标的等级集合进行确定，各个等级都能够生成对应的模糊子集；

（3）构建模糊关系矩阵R；

（4）对评价因素的具体参数向量进行明确；

（5）对模糊综合评价结果向量进行生成；

（6）分析具体的模糊综合评价结果向量。

在进行分析的过程中，需要将最大隶属度原则作为常规方法，因此对于部分特殊情况的处理效果较差，使得信息收集不够充分，也对评价结果造成不同程度的影响。通过加权平均方法能够对多个对象进行等级排列。

2.3 案例分析

2.3.1 评价指标的确定

以安新地区规划中的输电线路工程为例，在进行布线路径选择的过程中，对各项因素进行排查分析，对于不明确的问题向输电线路工程设计员与施工方专家学者进行询问，在具体问题进行明确与排除后，构建了输电线路路径选择评价指标体系，据此确定安新新建工程的路径选择指标。具体的指标内容包括：线路长度、杆塔基数、工程维护、线路跨越。

2.3.2 案例概况

安新35kV杨庄双电源线路工程在进行初期电源线路路径规划中，通过前期的调研与勘探设计了三条线路供选择，三种线路布置方案所需要的物料类型与数量上都具有一定程度的差异，并且还关系到施工过程中的技术难易程度以及后期运营过程中对线路的维护工作。因此在对最佳线路路径规划方案的选择上，需要结合多项影响因素来进行考量，根据最终的经济性与电力输送安全稳定性以及输电效能等因素来确定最终的方案。具体各个方案的指标参数内容如表1所示。

表1 安新新建35kV输电线路工程各方案指标表

通过模糊综合评价法来对案例中的工程项目所预选的三项方案进行分析，在评分过程中要重视指标，并合理集合调研与专家评分的方式来确定不同指标的重要程度，并以此为依据构建相对应的矩阵。

案例中所涉及的项目工程设计方案的优选判断矩阵构建，以及相应的计算结果如表2所示。

表2 判断矩阵

根据矩阵能够得出指标权重向量结果为W＝［0.401，0.338，0.143，0.118］。具体的评价过程中得出具体的集合构成模糊评价矩阵Ri如下：

综合评价结果为Ei如下：

计算排序得分为：D＝（d1，d2，d3，d4，d5）T＝（100，90，80，70，60）T评语集的量化矩阵，从而得到各方案综合评价分值为：

通过对三相方案的最终得分能够看出各个方案的综合评判结果，其显示A方案为最佳方案，其次是B方案与C方案，因此能够确定该案例涉及的电力线路工程路径规划方案中，从安州到杨庄的线路布局方案最具优势性。通过模糊综合评价法，对三项方案进行客观分析后得出了最优线路布局方案。

3 结束语

本文主要在模糊综合评价法的理论基础上，对安新地区的电力线路输电工程的线路铺设线路规划方案进行了优化选择。第一步需要对输电线路的具体优选指标进行确定，并以选定指标构建具体的指标体系；第二步通过模糊综合评价法来对线路路径的优化选择进行实施；第三步根据输电线路工程设计的具体规范与要求将路线选择确定在三个方案的范围内，通过模糊综合评价法来对三个备选方案的具体指标进行计算，实现对于方案的优选判断，最终根据优选方案对工程施工路径进行明确，为实际工程施工提供了理论参考。