一种输电线通道风险评估方法及系统与流程

1.本发明涉及风险评估领域，具体涉及一种输电线通道风险评估方法及系统。


背景技术：

2.随着特高压、超高压工程的不断建设，我国已经形成了以特高压、超高压为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征和智能相应能力、系统自愈能力的新型现代化电网。由于规划、自然因素等条件的制约，线路走廊资源非常匮乏。截至2019年3月份，已经形成多处送端直流群和多处受端直流群。受极端天气等不可抗力影响造成多回特高压直流同时闭锁的风险始终存在。输送容量大、运行环境复杂区段一旦发生故障停运，尤其是通道断面全部失去，将进一步加剧区域电网负荷平衡紧张局面，给电网安全运行带来巨大压力，有可能导致巨大的经济损失和严重的社会影响。
3.现有技术只是通过局部区段发生电路故障后被动的接收故障信息，而不能事先对整个输送电路进行风险评估。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术只是通过局部区段发生电路故障后被动的接收故障信息，而不能事先对整个输电线通道进行风险评估，本发明提供一种输电线通道风险评估方法及系统，包括：
5.对待测输电线通道进行切片处理，得到多段待测输电线通道；
6.将每段待测输电线通道的航拍图片输入到预先训练好的卷积神经网络中提取所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征；
7.将每段所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征输入到预先构建的风险评估模型中，得到所述待测输电线通道的综合风险值；
8.基于所述待测输电线通道的综合风险值判断所述待测输电线路的风险等级；
9.所述风险评估模型由基于输电线通道的环境特征评判标准，以及通道内线路特征评判标准确定所述输电线通道的环境特征风险值，以及通道内线路特征风险值构建而成。
10.优选的，所述卷积神经网络的训练包括：
11.将历史的输电线通道的航拍图片以及所述输电线通道的环境特征、通道内线路特征构建训练样本集；
12.将所述训练样本集中的所述输电线通道的航拍图片和所述输电线通道的环境特征、通道内线路特征输入到卷积神经网络进行训练，得到所述输电线通道的航拍图片与环境特征和通道内线路特征的对应关系；
13.其中，所述输电线通道的环境特征包括：杆之间的距离、植被覆盖密度、植被与导线净空距离、人口密度、杆塔所处的地质环境、杆塔防护设施；
14.所述通道内线路特征包括：额定功率。
15.优选的，所述风险评估模型的构建包括：
16.基于输电通道内线路特征评判标准，确定通道风险严重性；
17.基于输电通道的环境特征评判标准，确定所述输电线通道的重大野火风险可能性、地质灾害风险可能性和异物外破风险可能性；
18.基于所述通道风险严重性和所述输电线通道的重大野火风险可能性、地质灾害风险可能性和异物外破风险可能性，确定所述输电线通道内重大野火风险值、地质灾害风险值和异物外破风险值；
19.基于所述输电线通道的所述输电线通道内重大野火风险值、地质灾害风险值和异物外破风险值确定输电线通道的综合风险值。
20.优选的，所述输电线通道的综合风险值，按下式计算：
21.d
综合
＝d
重大野火
d
地质灾害
d
异物外破
22.式中，d
综合
：输电线通道的综合风险值；d
重大野火
：输电线通道的重大野火风险值；d
地质灾害
：输电线通道的地址灾害风险值；d
异物外破
：输电线通道的异物外破风险值。
23.优选的，所述输电线通道的重大野火风险值d
重大野火
按下式计算：
24.d
重大野火
＝p
重大野火
*s
通道风险严重性
25.式中，s
通道风险严重性
：输电线通道的风险严重性；p
重大野火
：输电线通道的重大野火可能；
26.所述输电线通道的地质灾害风险值d
地质灾害
按下式计算：
27.d
地质灾害
＝p
地质灾害
*s
通道风险严重性
28.式中，p
地质灾害
：输电线通道的地质灾害风险可能性；
29.所述输电线通道的异物外破风险值d
异物外破
按下式计算：
30.d
异物外破
＝p
异物外破
*s
通道风险严重性
31.式中，p
异物外破
：异物外破风险可能性。
32.优选的，所述基于输电通道内线路特征评判标准，确定通道风险严重性包括：
33.判断输电线通道内是否包含主动脉线路，额定输送功率是否低于设定阈值，杆之间的距离是否满足倒杆距离要求；
34.当满足所有项时，所述通道风险严重性为10；
35.当满足任意两项时，所述通道风险严重性为6；
36.当满足任意一项时，所述通道风险严重性为3；
37.当不满足任意项时，所述通道风险严重性为1。
38.优选的，所述基于输电通道的环境特征评判标准，确定所述输电线通道的重大野火风险可能性、地质灾害风险可能性和异物外破风险可能性，包括：
39.基于输电线通道的杆塔所处的地质环境是否处于地质灾害频发地区、是否具有杆塔防护设施确定所述输电线通道的地质灾害风险可能性；
40.基于输电线通道的植被覆盖密度大，植被与导线净空距离是否在规程规定的距离范围以上、是否处于人口高密度区，确定所述输电线通道的重大野火风险可能性；
41.基于通道下设施是否采取防护措施、通道附件是否存在人员密集活动区确定所述输电线通道的异物外破风险可能性。
42.优选的，所述基于所述待测输电线通道的综合风险值判断所述待测输电线路的风险等级，包括：
43.当单项风险值为100，或综合风险值大于设定的第一阈值时，所述待测输电线路的
风险等级为iii级；
44.当单项风险值小于100，或综合风险值小于设定的第一阈值，大于设定的第二阈值时，所述待测输电线路的风险等级为ii级；
45.当综合风险值小于设定的第二阈值时，所述待测输电线路的风险等级为i级。
46.优选的，所述对待测输电线通道进行切片处理，得到多段待测输电线通道，包括：
47.以电压等级最高的特高压直流输电线路杆塔为基准，对通道进行切片式处理，使得每一段仅包含所述特高压直流输电线路的一基杆塔。
48.一种输电线通道风险评估系统，包括：
49.切片模块，用于对待测输电线通道进行切片处理，得到多段待测输电线通道；
50.特征提取模块，用于将待测输电线通道的航拍图片输入到预先训练好的卷积神经网络中提取所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征；
51.风险值计算模块，用于将所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征输入到预先构建的风险评估模型中，得到所述待测输电线通道的综合风险值；
52.等级划分模块，基于所述待测输电线通道的综合风险值判断所述待测输电线路的风险等级；
53.所述风险评估模型由基于输电线通道的环境特征评判标准，以及通道内线路特征评判标准确定所述输电线通道的环境特征风险值，以及通道内线路特征风险值构建而成。
54.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
55.本发明提供了一种输电线通道风险评估方法，包括对待测输电线通道进行切片处理，得到多段待测输电线通道；将每段待测输电线通道的航拍图片输入到预先训练好的卷积神经网络中提取所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征；将每段所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征输入到预先构建的风险评估模型中，得到所述待测输电线通道的综合风险值；基于所述待测输电线通道的综合风险值判断所述待测输电线路的风险等级；所述风险评估模型由基于输电线通道的环境特征评判标准，以及通道内线路特征评判标准确定所述输电线通道的环境特征风险值，以及通道内线路特征风险值构建而成；本发明提供的技术方案通过计算每段的单项风险值和综合风险值实现对输电生命线通道全停风险的评估。
56.本发明提供的技术方案将输电生命线通道同停风险进行了量化，为新建输电生命线通道的规划设计、在运输电生命线通道的运维管理提供了技术依据。
附图说明
57.图1为一种评估输电生命线通道全停风险程度的方法流程图；
58.图2为具体实施例的一种评估输电生命线通道全停风险程度的方法流程图。
具体实施方式
59.为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
60.本发明提供了一种评估输电生命线通道全停风险程度的方法及系统，具体如图1所示：
61.步骤1：对待测输电线通道进行切片处理，得到多段待测输电线通道；
62.步骤2：将每段待测输电线通道的航拍图片输入到预先训练好的卷积神经网络中提取所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征；
63.步骤3：将每段所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征输入到预先构建的风险评估模型中，得到所述待测输电线通道的综合风险值；
64.步骤4：基于所述待测输电线通道的综合风险值判断所述待测输电线路的风险等级；
65.所述风险评估模型由基于输电线通道的环境特征评判标准，以及通道内线路特征评判标准确定所述输电线通道的环境特征风险值，以及通道内线路特征风险值构建而成。
66.(1)根据输电生命线通道和主动脉线路的定义判断通道是否属于输电生命线通道、通道内线路是否属于主动脉线路。对于输电生命线通道逐步开展同停风险评估。
67.两个定义如下：
68.包含两条及以上特高压直流输电线路、额定输送功率不低于1360万千瓦、线路平均间距小于200米的通道称为输电生命线通道；
69.在输电生命线通道中，在规划设计阶进行了差异化设计，且设防水平高于通道内其他输电线的线路，被称为主动脉线路。
70.步骤1：对待测输电线通道进行切片处理，得到多段待测输电线通道；
71.(2)对输电生命线通道进行切片化处理：以电压等级最高的特高压直流输电线路杆塔为基准，对通道进行切片式处理，使得每一段仅包含上述特高压直流输电线路的一基杆塔。后续通道全停风险评估将以上述区段为单位逐段开展。
72.(3)收集通道环境、通道内线路设计参数、运行资料等数据，为开展通道风险严重性和通道灾害风险可能性做好数据支撑。
73.步骤2：将每段待测输电线通道的航拍图片输入到预先训练好的卷积神经网络中提取所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征；
74.卷积神经网络的训练包括：
75.将历史的输电线通道的航拍图片以及所述输电线通道的环境特征、通道内线路特征构建训练样本集；
76.将所述训练样本集中的所述输电线通道的航拍图片和所述输电线通道的环境特征、通道内线路特征输入到卷积神经网络进行训练，得到所述输电线通道的航拍图片与环境特征和通道内线路特征的对应关系；
77.其中，所述输电线通道的环境特征包括：杆之间的距离、植被覆盖密度、植被与导线净空距离、人口密度、杆塔所处的地质环境、杆塔防护设施；
78.所述通道内线路特征包括：额定功率。
79.将每段待测输电线通道的航拍图片输入到预先训练好的卷积神经网络中提取所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征。
80.步骤3：将每段所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征输入到预先构建的风险评估模型中，得到所述待测输电线通道的综合风险值；
81.风险评估模型的构建包括：
82.基于输电通道内线路特征评判标准，确定通道风险严重性；
83.基于输电通道的环境特征评判标准，确定所述输电线通道的重大野火风险可能性、地质灾害风险可能性和异物外破风险可能性；
84.基于所述通道风险严重性和所述输电线通道的重大野火风险可能性、地质灾害风险可能性和异物外破风险可能性，确定所述输电线通道内重大野火风险值、地质灾害风险值和异物外破风险值；
85.基于所述输电线通道的所述输电线通道内重大野火风险值、地质灾害风险值和异物外破风险值确定输电线通道的综合风险值。
86.(4)通道风险严重性s
通道风险严重性
判定：根据以下规则判定通道的风险严重性s
通道风险严重性
。
[0087][0088]
(5)重大野火风险可能性p
重大野火
判定：根据以下规则判定通道的重大野火风险可能性p
重大野火
。
[0089][0090]
(6)地质灾害风险可能性p
地质灾害
判定：根据以下规则判定通道的强风风险可能性p
地质灾害
。
[0091][0092]
(7)异物外破风险可能性p
异物外破
判定：根据以下规则判定通道的异物外破风险可能性p
异物外破
。
[0093][0094]
综合风险计算：针对切片形成的单个区段，分别计算每条线路、每个区段、每基杆塔的风险严重性和每种潜在灾害的风险可能性。第i区段综合风险依据下式计算：
[0095]d综合
＝d
重大野火
d
地质灾害
d
异物外破
[0096]
式中，d
综合
：输电线通道的综合风险值；d
重大野火
：输电线通道的重大野火风险值；d
地质灾害
：输电线通道的地址灾害风险值；d
异物外破
：输电线通道的异物外破风险值。
[0097]
还可以通过环境信息搜集严重冰害风险可能性、强风风险可能性、持续舞动风险可能性对输电线通道的风险等级进行评估，如图2所示：
[0098]
(8)严重冰害风险可能性p
严重冰害
判定：根据以下规则判定通道的严重冰害风险可能性p
严重冰害
。
[0099][0100]
(9)持续舞动风险可能性p
持续舞动
判定：根据以下规则判定通道的持续舞动风险可能性p
持续舞动
。
[0101][0102]
(10)强风风险可能性p
强风
判定：根据以下规则判定通道的强风风险可能性p
强风
。
[0103][0104]
(11)综合风险计算：针对切片形成的单个区段，分别计算每条线路、每个区段、每基杆塔的风险严重性和每种潜在灾害的风险可能性。第i区段综合风险依据下式计算：
[0105]di区段
＝d
i重大野火
d
i严重冰害
d
i持续舞动
d
i强风
d
i地质灾害
d
i异物外破
[0106]
其中：
[0107]di重大野火
＝p
i重大野火
*s
通道风险严重性
[0108]di严重冰害
＝p
i严重冰害
*s
通道风险严重性
[0109]di持续舞动
＝p
i持续舞动
*s
通道风险严重性
[0110]di强风
＝p
i强风
*s
通道风险严重性
[0111]di地质灾害
＝p
i地质灾害
*s
通道风险严重性
[0112]
步骤4：基于所述待测输电线通道的综合风险值判断所述待测输电线路的风险等级：
[0113]
当单项风险值为100，或综合风险值大于设定的第一阈值时，所述待测输电线路的风险等级为iii级；
[0114]
当单项风险值小于100，或综合风险值小于设定的第一阈值，大于设定的第二阈值
时，所述待测输电线路的风险等级为ii级；
[0115]
当综合风险值小于设定的第二阈值时，所述待测输电线路的风险等级为i级。
[0116]
(12)区段合并：梳理全部区段的综合风险和单项风险，将综合风险值、单项风险值完全一致的区段进行合并。
[0117]
当增加通过环境信息搜集严重冰害风险可能性、强风风险可能性、持续舞动风险可能性时，对输电线通道的风险等级进行划分，具体如下：
[0118]
(13)通道不同区段风险评级：根据下式判断通道同停风险状态。当单项风险值为100或者综合风险值在36-～600之间时，区段状态为ⅳ级；当单项风险为36～40，或综合风险值为216～359时，区段状态为ⅲ级；当单项风险值为18～30，或综合风险值为55～215时，区段状态为ⅱ级，当单项风险值为0～9时，且综合风险值为ⅰ级。
[0119][0120]
根据上述步骤，可以将输电生命线通道全停风险进行量化，用以指导相关通道的规划、设计和运维等工作。
[0121]
实施例2：
[0122]
基于同一发明构思，本发明还提供了一种输电线通道风险评估系统，包括：
[0123]
切片模块，用于对待测输电线通道进行切片处理，得到多段待测输电线通道；
[0124]
特征提取模块，用于将待测输电线通道的航拍图片输入到预先训练好的卷积神经网络中提取所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征；
[0125]
风险值计算模块，用于将所述待测输电线通道环境特征以及通道内线路特征输入到预先构建的风险评估模型中，得到所述待测输电线通道的综合风险值；
[0126]
等级划分模块，基于所述待测输电线通道的综合风险值判断所述待测输电线路的风险等级；
[0127]
所述风险评估模型由基于输电线通道的环境特征评判标准，以及通道内线路特征评判标准确定所述输电线通道的环境特征风险值，以及通道内线路特征风险值构建而成。
[0128]
还包括，训练模块，用于将历史的输电线通道的航拍图片以及所述输电线通道的环境特征、通道内线路特征构建训练样本集；
[0129]
将所述训练样本集中的所述输电线通道的航拍图片和所述输电线通道的环境特征、通道内线路特征输入到卷积神经网络进行训练，得到所述输电线通道的航拍图片与环境特征和通道内线路特征的对应关系；
[0130]
其中，所述输电线通道的环境特征包括：杆之间的距离、植被覆盖密度、植被与导线净空距离、人口密度、杆塔所处的地质环境、杆塔防护设施；
[0131]
所述通道内线路特征包括：额定功率。
[0132]
还包括，风险评估构建模块，用于构建风险评估模型。
[0133]
风险评估构建模块包括：
[0134]
通道风险子模块，基于输电通道内线路特征评判标准，确定通道风险严重性；
[0135]
可能性计算子模块，基于输电通道的环境特征评判标准，确定所述输电线通道的
重大野火风险可能性、地质灾害风险可能性和异物外破风险可能性；
[0136]
风险值子模块，基于所述通道风险严重性和所述输电线通道的重大野火风险可能性、地质灾害风险可能性和异物外破风险可能性，确定所述输电线通道内重大野火风险值、地质灾害风险值和异物外破风险值；
[0137]
综合风险值子模块，基于所述输电线通道的所述输电线通道内重大野火风险值、地质灾害风险值和异物外破风险值确定输电线通道的综合风险值。
[0138]
所述输电线通道的综合风险值，按下式计算：
[0139]d综合
＝d
重大野火
d
地质灾害
d
异物外破
[0140]
式中，d
综合
：输电线通道的综合风险值；d
重大野火
：输电线通道的重大野火风险值；d
地质灾害
：输电线通道的地址灾害风险值；d
异物外破
：输电线通道的异物外破风险值。
[0141]
所述输电线通道的重大野火风险值d
重大野火
按下式计算：
[0142]d重大野火
＝p
重大野火
*s
通道风险严重性
[0143]
式中，s
通道风险严重性
：输电线通道的风险严重性；p
重大野火
：输电线通道的重大野火可能；
[0144]
所述输电线通道的地质灾害风险值d
地质灾害
按下式计算：
[0145]d地质灾害
＝p
地质灾害
*s
通道风险严重性
[0146]
式中，p
地质灾害
：输电线通道的地质灾害风险可能性；
[0147]
所述输电线通道的异物外破风险值d
异物外破
按下式计算：
[0148]d异物外破
＝p
异物外破
*s
通道风险严重性
[0149]
式中，p
异物外破
：异物外破风险可能性。
[0150]
通道风险子模块包括：
[0151]
判断输电线通道内是否包含主动脉线路，额定输送功率是否低于设定阈值，杆之间的距离是否满足倒杆距离要求；
[0152]
当满足所有项时，所述通道风险严重性为10；
[0153]
当满足任意两项时，所述通道风险严重性为6；
[0154]
当满足任意一项时，所述通道风险严重性为3；
[0155]
当不满足任意项时，所述通道风险严重性为1。
[0156]
可能性计算子模块包括：
[0157]
地质灾害单元，基于输电线通道的杆塔所处的地质环境是否处于地质灾害频发地区、是否具有杆塔防护设施确定所述输电线通道的地质灾害风险可能性；
[0158]
野火风险单元，基于输电线通道的植被覆盖密度大，植被与导线净空距离是否在规程规定的距离范围以上、是否处于人口高密度区，确定所述输电线通道的重大野火风险可能性；
[0159]
异物外破单元，基于通道下设施是否采取防护措施、通道附件是否存在人员密集活动区确定所述输电线通道的异物外破风险可能性。
[0160]
所述等级划分模块包括：
[0161]
当单项风险值为100，或综合风险值大于设定的第一阈值时，所述待测输电线路的风险等级为iii级；
[0162]
当单项风险值小于100，或综合风险值小于设定的第一阈值，大于设定的第二阈值时，所述待测输电线路的风险等级为ii级；
[0163]
当综合风险值小于设定的第二阈值时，所述待测输电线路的风险等级为i级
[0164]
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。
[0165]
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。
[0166]
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。
[0167]
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。
[0168]
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。