基于最小割集的变电站地震风险快速评估方法

技术特征：
1.一种基于最小割集的变电站地震风险快速评估方法，其特征在于：首先通过事故树模型找寻系统的最小割集集合，并搭建了变电站系统的网络模型，在确定各类设备可靠度的情况下，基于各路径通过概率快速评估出系统的失效概率，再将变电站系统抗震能力和地震风险概率相结合，提出了基于系统关键功能特性的地震风险量化指标，通过最小割集算法实现了变电站系统地震风险的快速评估。2.根据权利要求1所述的基于最小割集的变电站地震风险快速评估方法，其特征在于：该方法包括如下的具体步骤：s1：确定变电站所处地区的地震烈度，明确变电站设备类型、数目及系统连接方式；s2：进行地震危险性分析，结合变电站的抗震可靠度分析得到地震风险条件概率如下式：其中：为变电站系统的地震风险功能失效条件概率；为变电站系统在具体地震强度下的失效概率；为变电站所在区域发生具体强度地震的概率，其中地震强度用地面运动峰值加速度(pga)表示；s3：设立地面运动峰值加速度以反映不同地震烈度区域的地震强度，地面运动峰值加速度如下式：其中分别表示多遇地震、设防地震和罕遇地震；表示地震烈度水平；表示为水平地震影响系数最大值；表示动力放大系数；s4：建立变电站系统的事故树网络模型，将各类基础事件进行排列组合得到该事件树模型的最小割集集合，并通过最小割集算法将事故树模型进行转化得到该变电站的等效模型；s5：设立地震风险量化指标；从变电站系统的可靠性和鲁棒性两方面进行系统的地震风险量化评估，通过明确变电站系统正常工作概率和设立变电站系统剩余功能指标实现定量评估变电站的抗震能力。3.根据权利要求2所述的基于最小割集的变电站地震风险快速评估方法，其特征在于：所述步骤s1中变电站所处地区的地震烈度采用地面运动峰值加速度pga表示，并将其作为衡量地震强度的指标。4.根据权利要求2所述的基于最小割集的变电站地震风险快速评估方法，其特征在于：所述步骤s2中变电站系统的地震风险功能失效条件概率为变电站地震失效概率和地震发生概率的乘积。5.根据权利要求2所述的基于最小割集的变电站地震风险快速评估方法，其特征在于：所述步骤s4中事故树模型满足如下假定：
1）将变电站系统中的各单元假定为事故树模型中的基础事件，将变电站系统中各单元连接方式假定为事故树中各项基础事件的逻辑关系；2）将各单元的功能状态假定为基础事件的条件发生概率；3）单元间的串联和并联关系通过事故树中的“与门”和“或门”逻辑门进行连接；4）将出线单元正常工作概率假定为输出事件的条件概率参数。6.根据权利要求2所述的基于最小割集的变电站地震风险快速评估方法，其特征在于：所述步骤s4中各类设备的可靠度采用地震易损性曲线的形式表达，其地震易损性曲线服从中值为 휇
，对数标准差为 훽 的对数正态分布累计函数如下式：。7.根据权利要求2所述的基于最小割集的变电站地震风险快速评估方法，其特征在于：所述步骤s4中在明确各类基本事件发生概率的条件下，通过最小割集算法快速求出输出事件的条件概率，当各个最小割集中存在重复事件时，通过下式计算输出时间的发生概率：其中：表示输出事件w的发生概率；表示系统中最小割集数量；表示第i个最小割集中基础事件数量；表示系统中第i个最小割集中第j个基本事件发生概率；表示系统中第r个最小割集和第s个最小割集中基础事件的并集。8.根据权利要求2所述的基于最小割集的变电站地震风险快速评估方法，其特征在于：所述步骤s5中鲁棒性是指变电站系统在地震作用下抵抗破坏并维持功能水平的能力，设立系统剩余功能指标定量评估变电站系统的功能水平，具体如下式：；其中：表示变电站系统中第n条出线单元的失效概率；表示变电站系统中第n条出线单元的权重系数；n表示为变电站系统中出线单元数目。

技术总结
本发明公开一种基于最小割集的变电站地震风险快速评估方法，首先通过事故树模型找寻系统的最小割集集合，并搭建了变电站系统的网络模型，在确定各类设备可靠度的情况下，基于各路径通过概率快速评估出系统的失效概率，再将变电站系统抗震能力和地震风险概率相结合，提出了基于系统关键功能特性的地震风险量化指标，通过最小割集算法实现了变电站系统地震风险的快速评估。本发明的优点是提高了数据结果精度，实现了短时间达到高精度的计算目标，高效实现生命线工程的风险快速评估，有效满足工程中的实际需求。工程中的实际需求。工程中的实际需求。


技术研发人员：谢强 刘潇
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2022.08.22
技术公布日：2022/11/11