一种考虑多因素耦合影响的电力基础设施韧性评估方法与流程

本发明涉及电力基础设施，特别是涉及一种考虑多因素耦合影响的电力基础设施韧性评估方法。

背景技术：

1、为了评估社区抗灾能力，引入了地震韧性的概念。具体到电力基础设施，国内几乎没有关于电力基础设施地震韧性的直接研究，国外涉及电力基础设施地震韧性的直接研究也是近些年才逐渐出现，但在研究关于电力基础设施抗震方面则有较为丰富的成果。当然，电力基础设施地震韧性既与抗震性能密切相关，但同时又有一定的区别。一般来说，同等地震强度作用下，电力基础设施抗震性能越好，地震易损性越低，其地震韧性越强。但需注意的是，地震韧性又包含了震后恢复效率这一层次，地震韧性仍需考虑影响电力基础设施震后恢复效率的因素，如社会、组织、经济和资源等。

2、目前，电力基础设施韧性主要在高压电气设备地震易损性、电力基础设施地震可靠性、电力基础设施安全运行管理以及电力基础设施震后恢复时间等方面进行研究。关于其研究方法主要包括历史地震中电力基础设施震害数据统计资料分析、抗震性能试验和理论模拟等。尽管对电力基础设施震害、地震易损性及震后恢复等的研究由来已久，但其主要针对电力基础设施震害情况的统计、各类高压电气设备破坏率及破坏模式分析、地震可靠性评估、安全运行管理评估等，对于电力基础设施地震韧性的概念并未明确，且尚无电力基础设施地震韧性评价指标等的系统研究成果。

技术实现思路

1、本发明的目的是实现电力基础设施地震韧性的量化评估，从而为电力基础设施的韧性提升提供有效数据支撑。为了实现上述目的，本发明提供了一种考虑多因素耦合影响的电力基础设施韧性评估方法。

2、本发明实施例提供了一种考虑多因素耦合影响的电力基础设施韧性评估方法，包括：

3、基于地震强度历史数据，计算各个预设指标类型对应的响应结果数据，所述预设指标类型包括设备失效概率、损伤指数、剩余功能表征参数和震后恢复时间，所述剩余功能表征参数为震后正常输出线路数量与原来总输出线路数量的比值；

4、根据最大相关最小冗余算法对所述响应结果数据进行处理，从所述预设指标类型中确定关键影响因素类型和次要影响因素类型；

5、基于蒙特卡洛模拟创建多次电力基础设施地震仿真事件，根据仿真结果分别提取所述关键影响因素类型对应的第一仿真数据和所述次要影响因素类型对应的第二仿真数据，其中，创建的多次所述电力基础设施地震仿真事件反映由不同的地面运动峰值加速度表征对应的地震强度；

6、根据所述第一仿真数据和所述第二仿真数据对所述响应结果数据进行修正，得到修正结果数据；

7、将所述修正结果数据输入预设评估结果计算公式中，得到电力基础设施韧性评估结果。

8、优选地，在所述基于地震强度历史数据，计算各个预设指标类型对应的响应结果数据之前，还包括：

9、根据电力基础设施的韧性曲线和当地电力基础设施的具体参数，筛选适用于当地震害情况的预设指标类型。

10、优选地，采用如下公式计算所述设备失效概率：

11、

12、其中，p表示设备失效概率，φ(·)表示对数正态分布，x表示地面运动峰值加速度，μ表示中值，β表示对数标准差；

13、采用如下公式计算所述损伤指数：

14、

15、其中，index表示电力基础设施的损伤指数，n表示电力基础设施的组件数量，di表示第i个组件的权重系数，wi表示第i个组件的损伤指数。

16、优选地，所述基于蒙特卡洛模拟创建多次电力基础设施地震仿真事件，根据仿真结果分别提取所述关键影响因素类型对应的第一仿真数据和所述次要影响因素类型对应的第二仿真数据，包括：

17、采用地面运动峰值加速度对地震强度进行表征，并根据所述地面运动峰值加速度构建所述地震强度的取值范围；

18、对应每个所述地震强度的取值，基于蒙特卡洛模拟创建多次电力基础设施地震仿真事件；

19、对每次仿真事件中得到的所述关键影响因素类型对应的仿真结果进行累加求平均值，并将得到的平均值表征为所述关键影响因素类型对应的第一仿真数据；

20、对每次仿真事件中得到的所述次要影响因素类型对应的仿真结果进行累加求平均值，并将得到的平均值表征为所述次要影响因素类型对应的第二仿真数据。

21、优选地，所述地震强度的取值范围为0.28～0.48g，取值步长为0.04g。

22、优选地，所述根据所述第一仿真数据和所述第二仿真数据对所述响应结果数据进行修正，得到修正结果数据，包括：

23、将所述第一仿真数据与所述关键影响因素类型对应的响应结果数据进行融合，以及将所述第二仿真数据与所述次要影响因素类型对应的响应结果数据进行融合，得到对应所述响应结果数据的偏差；

24、根据所述偏差，采用预设修正策略对所述响应结果数据进行修正，得到修正结果数据。

25、优选地，所述预设修正策略至少包括等差内插法、等比内插法和趋势离差法。

26、优选地，所述预设评估结果计算公式为：

27、

28、其中，e表示电力基础设施韧性评估结果，f表示关键影响因素类型对应的修正结果数据，t表示次要影响因素类型对应的修正结果数据。

29、优选地，在所述将所述修正结果数据输入预设评估结果计算公式中，得到电力基础设施韧性评估结果之后，还包括：

30、根据所述电力基础设施韧性评估结果采取相应的韧性提升策略，所述策略包括材料替换策略和缓冲减震策略。

31、优选地，所述根据所述电力基础设施评估结果采取相应的韧性提升策略，包括：

32、将所述材料替换策略发送至对应的电力系统维护终端进行存储，将所述缓冲减震策略发送至电力人员操作终端进行存储。

33、本发明实施例一种考虑多因素耦合影响的电力基础设施韧性评估方法与现有技术相比，其有益效果在于：考虑多个指标类型对电力基础设施韧性评估的耦合影响；通过大量的蒙特卡洛模拟以使得到的仿真数据逼近于真实数据，从而为后续的数据修正提供有效支持；利用仿真数据对基于有限地震强度历史数据计算得到的响应结果数据进行修正，能够提高响应结果数据的准确性，有利于增加韧性评估结果的可靠性；实现电力基础设施地震韧性的量化评估，从而为电力基础设施的韧性提升提供有效数据支撑。

技术特征：

1.一种考虑多因素耦合影响的电力基础设施韧性评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的韧性评估方法，其特征在于，在所述基于地震强度历史数据，计算各个预设指标类型对应的响应结果数据之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的韧性评估方法，其特征在于，采用如下公式计算所述设备失效概率：

4.根据权利要求1所述的韧性评估方法，其特征在于，所述基于蒙特卡洛模拟创建多次电力基础设施地震仿真事件，根据仿真结果分别提取所述关键影响因素类型对应的第一仿真数据和所述次要影响因素类型对应的第二仿真数据，包括：

5.根据权利要求4所述的韧性评估方法，其特征在于，所述地震强度的取值范围为0.28～0.48g，取值步长为0.04g。

6.根据权利要求1所述的韧性评估方法，其特征在于，所述根据所述第一仿真数据和所述第二仿真数据对所述响应结果数据进行修正，得到修正结果数据，包括：

7.根据权利要求6所述的韧性评估方法，其特征在于，所述预设修正策略至少包括等差内插法、等比内插法和趋势离差法。

8.根据权利要求1所述的韧性评估方法，其特征在于，所述预设评估结果计算公式为：

9.根据权利要求1所述的韧性评估方法，其特征在于，在所述将所述修正结果数据输入预设评估结果计算公式中，得到电力基础设施韧性评估结果之后，还包括：

10.根据权利要求9所述的韧性评估方法，其特征在于，所述根据所述电力基础设施评估结果采取相应的韧性提升策略，包括：

技术总结
本发明公开了一种考虑多因素耦合影响的电力基础设施韧性评估方法，包括：基于地震强度历史数据，计算各个预设指标类型对应的响应结果数据；根据最大相关最小冗余算法对响应结果数据进行处理，从预设指标类型中确定关键影响因素类型和次要影响因素类型；基于蒙特卡洛模拟创建多次电力基础设施地震仿真事件，根据仿真结果分别提取关键影响因素类型对应的第一仿真数据和次要影响因素类型对应的第二仿真数据；根据第一仿真数据和第二仿真数据对响应结果数据进行修正，得到修正结果数据；将修正结果数据输入预设评估结果计算公式中，得到电力基础设施韧性评估结果。本发明考虑多个指标类型对电力基础设施韧性评估的耦合影响，实现地震韧性的量化评估。

技术研发人员：吴小蕙,王彦峰,王流火,郭金根,朱文卫,车伟娴,董晗拓,余梦泽,雷翔胜,潘柏崇,王兴华,许成昊,梁爱武,刘明
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5