一种电网设施抗震安全风险评估方法及装置与流程

1.本发明涉及地震风险评估技术领域，具体涉及一种电网设施抗震安全风险评估方法及装置。


背景技术：

2.针对电网设施的抗震安全评估系统，目前主要是根据变电站、杆塔等位置安装的监测设备来收集监测位置的地震数据。然后通过相关评估方法进行风险评估。由于是根据实际位置监测设备来进行相关评估，如果某些没有安装监测设备的电网设施，就无法得到该位置的准确地震烈度。
3.同时由于这样的主流评估方式，无法整体全面的了解某个地震事件的具体影响范围和烈度分布，以及地震震源位置相关信息。


技术实现要素：

4.为了克服上述缺陷，提出了本发明，以提供解决或至少部分地解决如何整体全面的了解某个地震事件的具体影响范围和烈度分布，以及地震震源位置相关信息的技术问题的电网设施抗震安全风险评估方法及装置。
5.第一方面，提供一种电网设施抗震安全风险评估方法，所述电网设施抗震安全风险评估方法包括：
6.分析地震时电网设施所处位置的地震烈度；
7.基于电网设施所处位置的地震烈度计算地震影响范围内全部电网设施的安全性系数；
8.基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数对地震影响范围内全部电网设施进行风险评估。
9.优选的，所述分析地震时电网设施所处位置的地震烈度，包括：
10.基于震中周围观测点的地震动峰值加速度分析地震影响范围；
11.在所述地震影响范围内选择参考点，并计算所述参考点的地震动峰值加速度；
12.基于所述参考点的地震动峰值加速度，采用克里金插值的方式，在所述地震影响范围中插值渲染出区域内不同位置的地震动峰值加速度；
13.获取述地震影响范围中电网设施所处位置的地震动峰值加速度对应的地震烈度。
14.进一步的，所述基于震中周围观测点的地震动峰值加速度分析地震影响范围，包括：
15.若观测点的地震动峰值加速度为0，则该观测点所处位置不属于地震影响范围，否则该观测点所处位置属于地震影响范围。
16.进一步的，所述震中周围观测点的地震动峰值加速度的计算式如下：
17.lga＝c1 c2m c3m2 (c4 c5m)lg[r c
6 exp(c7m)]
[0018]
上式中，a为观测点的地震动峰值加速度，c1、c2、c3、c4、c5、c6和c7均为回归参数，m
为震中地震烈度，r为震中与所述观测点之间的距离参量。
[0019]
优选的，所述地震影响范围内全部电网设施的安全性系数的计算式如下：
[0020][0021]
上式中，s为地震影响范围内全部电网设施的安全性系数，f
i
为第i个电网设施的评估权重，c
i
为第i个电网设施的安全性系数，h为电网设施的抗震能力协调性指标，n为地震影响范围内电网设施总数。
[0022]
优选的，所述基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数对地震影响范围内全部电网设施进行风险评估，包括：
[0023]
基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数计算地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数；
[0024]
获取地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数对应的预设抢修策略。
[0025]
优选的，所述地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数的计算式如下：
[0026]
r＝100
‑
s
[0027]
上式中，r为地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数，s为地震影响范围内全部电网设施的安全性系数。
[0028]
第二方面，提供一种电网设施抗震安全风险评估装置，所述装置包括：
[0029]
分析模块，用于分析地震时电网设施所处位置的地震烈度；
[0030]
计算模块，用于基于电网设施所处位置的地震烈度计算地震影响范围内全部电网设施的安全性系数；
[0031]
评估模块，用于基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数对地震影响范围内全部电网设施进行风险评估。
[0032]
第三方面，提供一种存储装置，该存储装置其中存储有多条程序代码，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行上述任一项技术方案所述的电网设施抗震安全风险评估方法。
[0033]
第四方面，提供一种控制装置，该控制装置包括处理器和存储装置，所述存储装置适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行上述任一项技术方案所述的电网设施抗震安全风险评估方法。
[0034]
本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
[0035]
本发明提供了一种电网设施抗震安全风险评估方法及装置，包括：分析地震时电网设施所处位置的地震烈度；基于电网设施所处位置的地震烈度计算地震影响范围内全部电网设施的安全性系数；基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数对地震影响范围内全部电网设施进行风险评估。本发明提供的技术方案，能通过地图展示地震的整体影响范围和烈度分布，地震完整信息展示，进一步的，能通过地图匹配方式，对电力设施进行地震影响程度匹配，不用该设施必须有监测点监测数据。
附图说明
[0036]
图1是根据本发明的一个实施例的电网设施抗震安全风险评估方法的主要步骤流程示意图；
[0037]
图2是本发明提供的实施例中电力设施分类示意图；
[0038]
图3是根据本发明的一个实施例的电网设施抗震安全风险评估装置的主要结构框图。
具体实施方式
[0039]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0040]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]
参阅附图1，图1是根据本发明的一个实施例的电网设施抗震安全风险评估方法的主要步骤流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的电网设施抗震安全风险评估方法主要包括以下步骤：
[0042]
s101分析地震时电网设施所处位置的地震烈度；
[0043]
s102基于电网设施所处位置的地震烈度计算地震影响范围内全部电网设施的安全性系数；
[0044]
s103基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数对地震影响范围内全部电网设施进行风险评估。
[0045]
本实施例中，上述过程中所需地震数据来源主要包括：现场监测设备、地震台网数据、人工数据。系统对这些数据进行整合归类。根据时间强度等，可以把不同监测设备监测到的同一地震事件进行合并。
[0046]
为了快速的分析出地震烈度影响情况，并且在系统界面展示，本实施例中，可以基于下述方式实现所述步骤s101：
[0047]
基于震中周围观测点的地震动峰值加速度分析地震影响范围；
[0048]
在所述地震影响范围内选择参考点，并计算所述参考点的地震动峰值加速度；
[0049]
基于所述参考点的地震动峰值加速度，采用克里金插值的方式，在所述地震影响范围中插值渲染出区域内不同位置的地震动峰值加速度；
[0050]
获取述地震影响范围中电网设施所处位置的地震动峰值加速度对应的地震烈度。
[0051]
其中，若观测点的地震动峰值加速度为0，则该观测点所处位置不属于地震影响范围，否则该观测点所处位置属于地震影响范围。
[0052]
在一个实施方式中，针对地震动传播过程中各种物理参量的衰减规律，《工程场地地震安全性评价》(gb 17741
‑
2005)提供了推荐的衰减模型，即所述震中周围观测点的地震动峰值加速度的计算式如下：
[0053]
lga＝c1 c2m c3m2 (c4 c5m)lg[r c
6 exp(c7m)]
[0054]
上式中，a为观测点的地震动峰值加速度，c1、c2、c3、c4、c5、c6和c7均为回归参数，m为震中地震烈度，r为震中与所述观测点之间的距离参量，早期衰减模型中常采用观测点到震中的水平投影距离作为r值来进行统计回归，但由于地震成因复杂，将震中位置简化为水平投影面上一点会造成较大的拟合残差，近年来的研究中，震源深度、发震破裂面长度等因素对地震动衰减规律的影响逐渐受到重视。
[0055]
其中，c
6 exp(c7m)为近场饱和因子，用以在表达式中引入震级增大导致的地震动近场饱和范围增大，通常根据震源深度事先确定。c3m2为大震饱和因子，用以在表达式中引入大震作用下的地震动饱和范围增大。c2m则用以解释浅源近场地震中，强震记录波常常出现高频成分导致的加速度增强现象。
[0056]
上述公式中共包含7个回归参数，直接进行统计回归的结果仍然无法满足自由地表运动评价的精度要求，需要进一步提出假设和简化模型。常用的一种方法是解耦模型中的震级相关因子和距离参量相关因子，然后分步进行统计回归。
[0057]
对于某一次具体地震来说，震级相关因子对衰减模型的影响较小，因此先对距离参量相关因子进行统计回归计算，衰减公式可简化为：
[0058]
lga＝c8 c9lg(r c
10
)
[0059]
其中，c
10
＝c
6 exp(c7m)，在得到多次地震的c
10
后，再通过线性回归得到系数c6和c7。
[0060]
在一个实施方式中，所述地震影响范围内全部电网设施的安全性系数的计算式如下：
[0061][0062]
上式中，s为地震影响范围内全部电网设施的安全性系数，f
i
为第i个电网设施的评估权重，c
i
为第i个电网设施的安全性系数，h为电网设施的抗震能力协调性指标，n为地震影响范围内电网设施总数。
[0063]
其中，当各电网设施的抗震能力较为平均时，h取值为1，当离散度较大时，h取值小于1。具体取值可根据实际评估结果经验确定，如最小值与均值之差大于30时，取值0.6
[0064]
在一个实施方式中，电力设施的种类和结构大致上保持一致，主要分为站内设备和构筑物及附属设施两大类，如图2所示。
[0065]
在进行震损评估时，对每一类变电站电力设施进行分区和种类。对每个种类的电力设施进行相应的物理和几何简化后，认为不同变电站对应同一种类电力设施的模型外形是相同的，只是在尺寸和材料参数上有差异。在此基础上，利用参数程序化建模的方式，实现每个种类的电力设施，只要输入相应的尺寸和材料参数，就能够快速进行建模与计算，完成震损评估与可视化。
[0066]
变电站的地震安全性评估包含变电站范围内影响地震后变电站恢复功能的全部要素。在进行评估时，具有类似震损特性的因素归为一类，评估时对各类分别进行抗震安全性评估。根据每一类别对变电站整体抗震性能的影响赋予不同权重，通过加权方式进行变电站的整体抗震性能评估。变电站地震安全风险评估
‑
评估子项的权重系数见表1所示。
[0067]
表1
[0068][0069][0070]
在提高变电站关键设施的抗震能力同时，有必要从总体的角度评估变电站的地震风险，对照灾害风险管理的要求，加强对变电站总体地震风险的整体把握，研究变电站地震风险评估的方法并应用于评估的系统平台，为区域内变电站地震风险的管理提供支撑。
[0071]
本实施例中，所述基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数对地震影响范围内全部电网设施进行风险评估，包括：
[0072]
基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数计算地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数；
[0073]
获取地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数对应的预设抢修策略。
[0074]
在一个实施方式中，所述地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数的计算式如下：
[0075]
r＝100
‑
s
[0076]
上式中，r为地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数，s为地震影响范围内全部电网设施的安全性系数。
[0077]
在一个实施方式中，所述预设抢修策略如表2所示：
[0078]
表2
[0079][0080]
基于同一发明构思，本发明还提供一种电网设施抗震安全风险评估装置，如图3所示，所述装置包括：
[0081]
分析模块，用于分析地震时电网设施所处位置的地震烈度；
[0082]
计算模块，用于基于电网设施所处位置的地震烈度计算地震影响范围内全部电网
设施的安全性系数；
[0083]
评估模块，用于基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数对地震影响范围内全部电网设施进行风险评估。
[0084]
优选的，所述分析地震时电网设施所处位置的地震烈度，包括：
[0085]
基于震中周围观测点的地震动峰值加速度分析地震影响范围；
[0086]
在所述地震影响范围内选择参考点，并计算所述参考点的地震动峰值加速度；
[0087]
基于所述参考点的地震动峰值加速度，采用克里金插值的方式，在所述地震影响范围中插值渲染出区域内不同位置的地震动峰值加速度；
[0088]
获取述地震影响范围中电网设施所处位置的地震动峰值加速度对应的地震烈度。
[0089]
进一步的，所述基于震中周围观测点的地震动峰值加速度分析地震影响范围，包括：
[0090]
若观测点的地震动峰值加速度为0，则该观测点所处位置不属于地震影响范围，否则该观测点所处位置属于地震影响范围。
[0091]
进一步的，所述震中周围观测点的地震动峰值加速度的计算式如下：
[0092]
lga＝c1 c2m c3m2 (c4 c5m)lg[r c
6 exp(c7m)]
[0093]
上式中，a为观测点的地震动峰值加速度，c1、c2、c3、c4、c5、c6和c7均为回归参数，m为震中地震烈度，r为震中与所述观测点之间的距离参量。
[0094]
优选的，所述地震影响范围内全部电网设施的安全性系数的计算式如下：
[0095][0096]
上式中，s为地震影响范围内全部电网设施的安全性系数，f
i
为第i个电网设施的评估权重，c
i
为第i个电网设施的安全性系数，h为电网设施的抗震能力协调性指标，n为地震影响范围内电网设施总数。
[0097]
优选的，所述基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数对地震影响范围内全部电网设施进行风险评估，包括：
[0098]
基于地震影响范围内全部电网设施的安全性系数计算地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数；
[0099]
获取地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数对应的预设抢修策略。
[0100]
优选的，所述地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数的计算式如下：
[0101]
r＝100
‑
s
[0102]
上式中，r为地震影响范围内全部电网设施的风险评估系数，s为地震影响范围内全部电网设施的安全性系数。
[0103]
本领域技术人员能够理解的是，本发明实现上述一实施例的方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所
述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0104]
进一步，本发明还提供了一种存储装置。在根据本发明的一个存储装置实施例中，存储装置可以被配置成存储执行上述方法实施例的电网设施抗震安全风险评估方法的程序，该程序可以由处理器加载并运行以实现上述电网设施抗震安全风险评估方法。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该存储装置可以是包括各种电子设备形成的存储装置设备，可选的，本发明实施例中存储是非暂时性的计算机可读存储介质。
[0105]
进一步，本发明还提供了一种控制装置。在根据本发明的一个控制装置实施例中，控制装置包括处理器和存储装置，存储装置可以被配置成存储执行上述方法实施例的电网设施抗震安全风险评估方法的程序，处理器可以被配置成用于执行存储装置中的程序，该程序包括但不限于执行上述方法实施例的电网设施抗震安全风险评估方法的程序。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该控制装置可以是包括各种电子设备形成的控制装置设备。
[0106]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0107]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0108]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0109]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0110]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。