10kV配電網(wǎng)防雷措施綜合評估綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u2984710kV配電網(wǎng)防雷措施綜合評估綜述 166701.1綜合評估方法 1286001.1.1經(jīng)典AHP法 1116421.1.2模糊綜合評價法 3176971.1.3蒙特卡羅模擬法 491761.1.4FTA法 434191.1.5灰色系統(tǒng)理論法 471191.210kV配電網(wǎng)防雷措施模糊綜合評價指標(biāo)體系 5152751.2.1體系建立原則 5137891.2.2構(gòu)建10kV配電網(wǎng)防雷措施模糊綜合評價指標(biāo)體系 6183371.3綜合評價指標(biāo)的權(quán)重 7103001.3.1評價標(biāo)準(zhǔn)的建立及方法選擇 7163631.3.2指標(biāo)權(quán)重調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 868601.3.3指標(biāo)權(quán)重的計算過程 11309931.410kV配電網(wǎng)防雷措施效果綜合評價 12213691.1.1一級模糊綜合評價 12242621.1.2二級模糊綜合評價 14160631.5不同防雷措施下現(xiàn)場實際防雷情況對比 151.1綜合評估方法對于10kV配電網(wǎng)線路的防雷措施的風(fēng)險評估分析的方法眾多，接下來對主流的一些理論方法從其本身的運用場景、優(yōu)劣勢等角度進(jìn)行分析。1.1.1經(jīng)典AHP法美國Satty教授的科研團(tuán)隊在上世紀(jì)下半葉創(chuàng)造性地提出了一種針對多目標(biāo)對象的能有效解決其定性定量耦合的決策方法——經(jīng)典AHP法。此方法以其科學(xué)性、客觀性、系統(tǒng)性而著稱，有助于掌控全局，對個中風(fēng)險因素對全局的影響較易限制。與此同時，數(shù)量龐大的準(zhǔn)則層就會帶來大量的工作量，這就會導(dǎo)致小組里的偏好及主觀因素的影響不可避免。同樣，也無法消除少數(shù)專家意見極端分化而帶來的對全局的影響。AHP就是通過層層分解，把對問題的影響因素分成多個分支，然后對每個分支的影響因素進(jìn)行定性和定量分析，最終再得出一個綜合結(jié)論。其分析流程如圖1.1所示。圖1.1AHP法分析流程Fig.1.1TheprocessofAHPanalysis.以下是主要的4個工作環(huán)節(jié)：（1）將研究對象的模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行層次化構(gòu)建經(jīng)典AHP法的重中之重是把研究對象抽象成模型結(jié)構(gòu)，并且進(jìn)行層次化構(gòu)建。這項工作的是建立在已經(jīng)詳盡分析研究對象的基礎(chǔ)上的，繼而將各因素會對全局的影響從大到小進(jìn)行歸類，以及其屬性的差異性進(jìn)行歸納，這些將構(gòu)成模型結(jié)構(gòu)的各個層次。這個模型中，相連接的各層之間存在關(guān)聯(lián)，下面是上面的遞進(jìn)，存在交集。最上層正常只存在一個影響因素，是目標(biāo)層。最下面是方案和對象層，與最上層之間還存在著許多的其他影響綜合評價的層次。（2）構(gòu)造成對比較矩陣為實現(xiàn)將各因素以重要性為衡量評估標(biāo)準(zhǔn)，而從最重要至不重要排序，可操作性、準(zhǔn)確度較高的方法是將因素之間兩兩比較。數(shù)字“1”到“9”是一個因素相對于另一個因素的重要程度的體現(xiàn)，即“同樣重要”與“極端重要”之間的一種重要程度。從而實現(xiàn)將研究對象模型結(jié)構(gòu)的分層，并得到比較矩陣。（3）求得權(quán)向量并做一致性檢驗運用MATLAB軟件對由步驟（2）得出的矩陣進(jìn)行運算處理，求解其最大特征值和特征向量，并且利用一致性比率法對特征向量實現(xiàn)一致性驗證。當(dāng)檢驗的結(jié)果不符合要求時，就必須返回至步驟二，進(jìn)行對比較矩陣的重復(fù)構(gòu)造；而檢驗為一致時，權(quán)向量完全可以由特征向量歸一化之后的結(jié)果取得。（4）求得組合權(quán)向量并做一致性檢驗由最高層開始向最下層，逐層進(jìn)行該層所有因素與最高層的重要性衡量工作，求得組合權(quán)向量。繼而，參照步驟（3）驗證一致性。一旦一致性驗證不成功，就必須將對比矩陣重新構(gòu)建。1.1.2模糊綜合評價法模糊綜合評價法是以Zadeh教授為首的美國科研團(tuán)隊創(chuàng)造性地提出了一種源于模糊數(shù)學(xué)理論的綜合評判法，完美地繼承了后者具有的明朗結(jié)果、較強(qiáng)系統(tǒng)性等特點，尤其在求解各種具有以非確定性、難量化為特征的問題方面擁有顯著優(yōu)勢。綜合考慮多種因素對項目實施效果的影響。模糊綜合評價法同時也存在弊端，評價指標(biāo)權(quán)重通常是模糊的，是人為分析得出的判斷結(jié)果，而且只是一個集合，不是確定性的數(shù)字，太具有主觀性?？傮w來講，模糊綜合評價法的諸多優(yōu)點使其在綜合評價中應(yīng)用較為廣泛。針對10kV配電網(wǎng)防雷措施的綜合評價涉及到多種學(xué)科交叉，技術(shù)復(fù)雜，系統(tǒng)性、綜合性強(qiáng)，存在大量不確定、難量化的信息，與此同時，必不可少的是數(shù)量繁多的各類因素的影響也是要求通盤籌劃進(jìn)項目里，考慮其對項目實施效果的影響。因此，本章采用模糊綜合評價法來評估10kV配電網(wǎng)防雷措施的質(zhì)量風(fēng)險。以下是基于模糊綜合評價法來評估10kV配電網(wǎng)防雷措施的質(zhì)量風(fēng)險的步驟：（1）明確評語集對評估對象可能的結(jié)果做出的評價形成一個集合，稱之為評語集，一般設(shè)為。（2）建立因素集代表對象在評估時會產(chǎn)生的所有影響因素，即n個子集。（3）模糊評價單一因素挨個評估步驟(1)建立的因素集中的n個子集，接著Vi的隸屬度值可以由Ui推導(dǎo)得出，即單一因素評價集。（4）權(quán)重集的建立由于項目實施過程中，各個因素會產(chǎn)生不同的結(jié)果，造成的影響程度并不是一致的。所以，對Ui設(shè)定非等值的權(quán)重能夠?qū)⒏鱾€因素以不同的重要性為衡量條件區(qū)分出來。只有同時具有非負(fù)性和歸一性為特征的，才能構(gòu)成集合。（5）模糊綜合評價模糊矩陣R是由步驟(1)所確定的評語集中各因素評語子集計算的各指標(biāo)評語所占的分量而得出的，其表達(dá)式如下：(1.1)利用步驟(4)所得的權(quán)重集W，以及結(jié)合模糊算子的加權(quán)平均形式，能夠得出綜合評價矩陣(1.2)評價結(jié)果的最終形式，是以這種算法不斷迭代計算，由下層一直計算得到。（6）處理評價指標(biāo)利用MATLAB的算法編程，可以大大降低計算量，使得運用公式計算法得出評價指標(biāo)具有可行性。是本項目利用模糊綜合評價風(fēng)險的最終評價值。最后，可以運用加權(quán)平均法進(jìn)行分析處理，求解出綜合評價最優(yōu)結(jié)果。1.1.3蒙特卡羅模擬法起源于計算數(shù)學(xué)，在上個世紀(jì)上半葉逐漸發(fā)展起來的蒙特卡羅模擬法，以其能夠運用于較精確地定量分析具有復(fù)雜繁多風(fēng)險因素的問題，還能直接將風(fēng)險因素處理并顯現(xiàn)出來而廣受關(guān)注。同樣，蒙特卡羅模擬法還有一些缺點難以克服，比如計算量巨大且復(fù)雜，一定程度上制約了其廣泛運用。1.1.4FTA法十九世紀(jì)六十年代初在美國，基于布爾邏輯的FTA法誕生于電話實驗室，以其可以定量、定性分析項目中有可預(yù)測型或已發(fā)生型風(fēng)險而著稱。然而，由于搭建較多復(fù)雜事項、眾多影響因素項目的故障樹工作量巨大，非常耗時，運用條件比較苛刻，發(fā)展受到限制。1.1.5灰色系統(tǒng)理論法作為控制理論的一個新興領(lǐng)域，完美將控制理論和運籌學(xué)相有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)控制及預(yù)測各種灰色系統(tǒng)發(fā)展的灰色系統(tǒng)理論法，對于解決具有以數(shù)據(jù)稀少、信息不確定性為特征的項目系統(tǒng)風(fēng)險評價問題擁有獨特優(yōu)勢。不可忽視的是，選擇評價指標(biāo)的質(zhì)量會嚴(yán)重影響這種方法的精確性，客觀性不足，而且，對于項目中的風(fēng)險因素與風(fēng)險因素之間的牽連考量不足。因此，不適用于評估10kV配電網(wǎng)防雷措施的質(zhì)量風(fēng)險。1.210kV配電網(wǎng)防雷措施模糊綜合評價指標(biāo)體系1.2.1體系建立原則（1）客觀性和科學(xué)性堅持客觀性與科學(xué)性相統(tǒng)一是一個評價指標(biāo)體系具有正確性的前提條件，也是基礎(chǔ)條件。一旦這個基石般的條件都無法滿足，一個合格的評價指標(biāo)體系將無從談起，此時，項目質(zhì)量風(fēng)將不能準(zhǔn)確客觀地預(yù)測和反映，同樣也更加無法做到精確管控。（2）周密性和層次性指標(biāo)體系的建立的成功與否很大程度上是與指標(biāo)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，必須要同時具有周密性和層次性，缺一不可。項目壽命歷程的所有環(huán)節(jié)可能發(fā)生的風(fēng)險的如實反映，以及工作評價機(jī)制的成功建立極大地依賴具有多層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)體系。與此同時，若層次不夠多，不夠細(xì)致，就會產(chǎn)生漏洞，而通過漏洞發(fā)生的風(fēng)險，往往也是最致命的。因此，在具備層次性的同時，必須也要強(qiáng)調(diào)周密性。這樣，盡管風(fēng)險來源廣、范圍廣，也能夠全面考慮，對于項目的影響也都是可控的，有力地支持了項目質(zhì)量風(fēng)險評價。（3）定量與定性有機(jī)結(jié)合對于項目質(zhì)量風(fēng)險來說，僅僅對其定量分析或者定性分析都是不充分的，就會導(dǎo)致體系的建立是片面的，對風(fēng)險無法準(zhǔn)確認(rèn)知。一旦對風(fēng)險進(jìn)行了錯誤的預(yù)判，為項目留下了定時炸彈。只有堅持定量與定性有機(jī)結(jié)合，才能充分認(rèn)知風(fēng)險，繼而才能客觀地科學(xué)地進(jìn)行風(fēng)險評價。（4）可執(zhí)行性指標(biāo)體系要能夠?qū)崿F(xiàn)有效統(tǒng)計以及測度，體系對于獲取數(shù)據(jù)、賦值就要足夠便利，特別是對于量化、制定部分指標(biāo)時，難易程度不相同，這就必須要求體系的建立充分考慮了可執(zhí)行性，為項目執(zhí)行者提供便利。接納、借鑒行業(yè)認(rèn)可的、公認(rèn)的，已經(jīng)有成熟應(yīng)用的指標(biāo)是解決以上問題的一個絕佳解決方案，與此同時，也為項目的決策者創(chuàng)造一個易上手的使用環(huán)境。（5）適用性和發(fā)展性指標(biāo)體系與項目的內(nèi)容、性質(zhì)、特點等因素要有較高的契合度，對影響項目質(zhì)量管理的各項風(fēng)險要能夠準(zhǔn)確體現(xiàn)，即需要對本項目要有較高的適用性。同時，在項目的建設(shè)期內(nèi)，隨時間的變化，項目本身會有一定的變動和改進(jìn)，因而，指標(biāo)體系自身的發(fā)展性也是必不可少的，保持對項目的一個跟隨性的契合度。1.2.2構(gòu)建10kV配電網(wǎng)防雷措施模糊綜合評價指標(biāo)體系通過分析10kV配電網(wǎng)防雷措施進(jìn)行分析，得出10kV配電網(wǎng)防雷措施綜合評價影響因素。（1）目標(biāo)層由于本模糊綜合評價指標(biāo)體系是針對10kV配電網(wǎng)的防雷措施，因此，目標(biāo)層有且僅有唯一的元素。防雷措施的最佳方案是必須要根據(jù)10kV配網(wǎng)輸電線路本身的特點，還有線路的規(guī)定條件綜合得出。（2）準(zhǔn)則層10kV配電網(wǎng)的防雷措施的準(zhǔn)則層是為目標(biāo)層的實現(xiàn)，要求的更進(jìn)一步的一些因素的考量而得出的，主要是表1.1中第二列所列舉的5個因素。通過對這5個因素的分析考慮，能夠較全面的實現(xiàn)目標(biāo)。（3）方案層對準(zhǔn)則層的各因素進(jìn)行更進(jìn)一步細(xì)化分析，就能得出方案層的系列因素，如表1.1所示。6個具體的項目方案構(gòu)成方案層，方案層又是相對于準(zhǔn)側(cè)層更加細(xì)化具體的防雷措施表1.1為由上述三個層次結(jié)構(gòu)的因素構(gòu)建出10kV配電網(wǎng)防雷措施綜合評價體系。表1.1主要性能對比Tab.1.1Performancecomparison.目標(biāo)層準(zhǔn)則層方案層10kV配電網(wǎng)防雷措施綜合評價指標(biāo)體系降低跳閘率(P1)降低塔桿接地電阻（P11）安裝避雷器（P12）差絕緣（P13）架設(shè)避雷線（P14）架設(shè)耦合地線（P15）安裝防雷間隙（P16）工程費用(P2)降低塔桿接地電阻（P21）安裝避雷器（P22）差絕緣（P23）架設(shè)避雷線（P24）架設(shè)耦合地線（P25）安裝防雷間隙（P26）效果目標(biāo)(P3)降低塔桿接地電阻（P31）安裝避雷器（P32）差絕緣（P33）架設(shè)避雷線（P34）架設(shè)耦合地線（P35）安裝防雷間隙（P36）維護(hù)難易度(P4)降低塔桿接地電阻（P41）安裝避雷器（P42）差絕緣（P43）架設(shè)避雷線（P44）架設(shè)耦合地線（P45）安裝防雷間隙（P46）運行壽命(P5)降低塔桿接地電阻（P51）安裝避雷器（P52）差絕緣（P53）架設(shè)避雷線（P54）架設(shè)耦合地線（P55）安裝防雷間隙（P56）1.3綜合評價指標(biāo)的權(quán)重1.3.1評價標(biāo)準(zhǔn)的建立及方法選擇在10kV配電網(wǎng)防雷措施模糊綜合評價指標(biāo)中，當(dāng)滿足下式關(guān)系時，此時為最大隸屬度原則中最有效的。（1.3）與此同時，若滿足式(1.4)時，根據(jù)最大隸屬度原則是處于完全失效狀態(tài)的。并且，當(dāng)取的值更大時，相對來說此時最大隸屬度原則就更有效。（1.4）其中，的取值在(0,1)區(qū)間中。通過歸納總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)與比值和最大隸屬度原則有效性能夠看成為正比關(guān)系。設(shè)，可以得到的取值范圍：（1）最有效狀態(tài)時，的值是最大的，此時為1;（2）完全無效狀態(tài)時，的值是最小的，此時為。1.3.2指標(biāo)權(quán)重調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析（1）調(diào)查數(shù)據(jù)本文10kV配電網(wǎng)防雷措施的風(fēng)險因素采用Delphi法實現(xiàn)定性的分析判斷，繼而確定體系中各個因素指標(biāo)的權(quán)重。Delphi法是一種高效優(yōu)異的反饋匿名函詢法，它是以具有專業(yè)知識的專家的意見判斷為依據(jù)，對項目對象進(jìn)行預(yù)測，全程背靠背，以保障客觀性。Delphi法具有反饋性、匿名性和統(tǒng)計性等特點，而且較大程度倚重專家的意見，因此，專家的選擇必須慎重，保證客觀性?；谝陨险J(rèn)知，在考察10kV配電網(wǎng)防雷措施的過程中，以具有電網(wǎng)防雷專業(yè)知識和豐富經(jīng)驗的高級從業(yè)人員、業(yè)內(nèi)資深專家以及房地產(chǎn)項目咨詢師等人員，組成了10kV配電網(wǎng)防雷措施參評委員會。為了增加調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，保證過程的客觀性，對專家進(jìn)行了10kV配電網(wǎng)防雷措施方案的詳細(xì)介紹，提升對項目工作的契合度，采取了將10kV配電網(wǎng)防雷措施因素按等級劃分。每位專家對10kV配電網(wǎng)防雷措施影響因素及相關(guān)數(shù)據(jù)，都是結(jié)合10kV配電網(wǎng)情況和自身的經(jīng)驗所得。本文讓每一位專家對10kV配電網(wǎng)防雷措施進(jìn)行了投票打分，進(jìn)而對10kV配電網(wǎng)防雷措施進(jìn)行等級定性分析，如表1.2所示表1.210kV配電網(wǎng)防雷措施綜合評價專家調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計表Tab.1.2Statisticaltablesofexpertsurveydataoncomprehensiveevaluationoflightningprotectionmeasuresin10kVdistributionnetworks.評價指標(biāo)很重要比較重要一般稍微重要不重要降低塔桿接地電阻（P11）33756安裝避雷器（P12）32853差絕緣（P13）15782架設(shè)避雷線（P14）27462架設(shè)耦合地線（P15）02384安裝防雷間隙（P16）26512降低塔桿接地電阻（P21）23834安裝避雷器（P22）13645差絕緣（P23）02683架設(shè)避雷線（P24）25233架設(shè)耦合地線（P25）23475安裝防雷間隙（P26）15485降低塔桿接地電阻（P31）23364安裝避雷器（P32）13452差絕緣（P33）34712架設(shè)避雷線（P34）15622架設(shè)耦合地線（P35）03284安裝防雷間隙（P36）25313降低塔桿接地電阻（P41）36523安裝避雷器（P42）16343差絕緣（P43）25612架設(shè)避雷線（P44）12854架設(shè)耦合地線（P45）22395安裝防雷間隙（P46）32254降低塔桿接地電阻（P51）01385安裝避雷器（P52）25314差絕緣（P53）26471架設(shè)避雷線（P54）04286架設(shè)耦合地線（P55）35722（2）數(shù)據(jù)分析在獲得專家投票數(shù)據(jù)之后，利用式(1.5)進(jìn)行計算處理，能夠得到相對于全部評價等級的各個指標(biāo)因素的得票率，也就是評價體系中指標(biāo)等級的隸屬度，如表1.3所示。(1.5)表1.310kV配電網(wǎng)防雷措施綜合評價指標(biāo)隸屬度計算結(jié)果Tab.1.3Calculationresultsofcomprehensiveevaluationindexoflightningprotectionmeasuresin10kVdistributionnetwork.評價指標(biāo)很高較高一般較低極低降低塔桿接地電阻（P11）0.020.020.030.020.02安裝避雷器（P12）0.020.010.030.020.02差絕緣（P13）0.000.020.030.030.01架設(shè)避雷線（P14）0.010.030.020.020.01架設(shè)耦合地線（P15）0.000.010.020.030.02安裝防雷間隙（P16）0.010.020.020.000.01降低塔桿接地電阻（P21）0.010.020.030.020.02安裝避雷器（P22）0.000.020.020.020.02差絕緣（P23）0.000.010.020.030.02架設(shè)避雷線（P24）0.010.020.010.020.02架設(shè)耦合地線（P25）0.010.020.020.030.02安裝防雷間隙（P26）0.000.020.020.030.02降低塔桿接地電阻（P31）0.010.020.020.020.02安裝避雷器（P32）0.000.020.020.020.01差絕緣（P33）0.020.020.030.000.01架設(shè)避雷線（P34）0.000.020.020.010.01架設(shè)耦合地線（P35）0.000.020.010.030.02安裝防雷間隙（P36）0.010.020.020.010.02降低塔桿接地電阻（P41）0.020.020.020.010.02安裝避雷器（P42）0.000.020.020.020.02差絕緣（P43）0.010.020.020.000.01架設(shè)避雷線（P44）0.000.010.030.020.02架設(shè)耦合地線（P45）0.010.010.020.030.02安裝防雷間隙（P46）0.020.010.010.020.02降低塔桿接地電阻（P51）0.000.000.020.030.02安裝避雷器（P52）0.010.020.020.010.02差絕緣（P53）0.010.020.020.030.00架設(shè)避雷線（P54）0.000.020.010.030.02架設(shè)耦合地線（P55）0.020.020.030.010.011.3.3指標(biāo)權(quán)重的計算過程根據(jù)前文給出的確定各指標(biāo)權(quán)重的過程，計算出10kV配電網(wǎng)防雷措施一級、二級模糊綜合評價的因素權(quán)重集，如表1.4所示。表1.410kV配電網(wǎng)防雷措施綜合評價指標(biāo)層影響權(quán)重的計算結(jié)果Tab.1.4Calculationresultsofinfluenceweightofcomprehensiveevaluationindexlayeroflightningprotectionmeasuresin10kVdistributionnetwork.準(zhǔn)則層權(quán)重方案層權(quán)重降低跳閘率(P1)0.32降低塔桿接地電阻（P11）0.346安裝避雷器（P12）0.3562差絕緣（P13）0.3312架設(shè)避雷線（P14）0.3847架設(shè)耦合地線（P15）0.3623安裝防雷間隙（P16）0.1405工程費用(P2)0.13降低塔桿接地電阻（P21）0.1586安裝避雷器（P22）0.2102差絕緣（P23）0.06423架設(shè)避雷線（P24）0.0896架設(shè)耦合地線（P25）0.07654安裝防雷間隙（P26）0.06911效果目標(biāo)(P3)0.12降低塔桿接地電阻（P31）0.1228安裝避雷器（P32）0.0986差絕緣（P33）0.1387架設(shè)避雷線（P34）0.1234架設(shè)耦合地線（P35）0.1352安裝防雷間隙（P36）0.0985維護(hù)難易度(P4)0.22降低塔桿接地電阻（P41）0.3216安裝避雷器（P42）0.1188差絕緣（P43）0.2132架設(shè)避雷線（P44）0.1652架設(shè)耦合地線（P45）0.1430安裝防雷間隙（P46）0.1763運行壽命(P5)0.21降低塔桿接地電阻（P51）0.3106安裝避雷器（P52）0.1048差絕緣（P53）0.1518架設(shè)避雷線（P54）0.2103架設(shè)耦合地線（P55）0.273安裝防雷間隙（P56）0.22411.410kV配電網(wǎng)防雷措施效果綜合評價1.1.1一級模糊綜合評價對表1.4所確定的10kV配電網(wǎng)防雷措施評價指標(biāo)隸屬度表進(jìn)行進(jìn)一步的處理，并按照前文所獲得的指標(biāo)權(quán)重，從而可以得到指標(biāo)層次評價因素的單因素評判矩陣R1、R2、R3、R4、R5：(1.6)(1.7)(1.8)(1.9)