一種輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其包括步驟S1、融合多源異構(gòu)信息，采用多層架構(gòu)的模式建立起了輸電設(shè)備的狀態(tài)評估參數(shù)體系；步驟S2、確定評估的狀態(tài)等級，并且依據(jù)設(shè)計文件和評語導(dǎo)則中的狀態(tài)量限值得到模糊評判矩陣；步驟S3、采用信息熵法確定各狀態(tài)量的客觀權(quán)重；步驟S4、采用層次分析法確定各狀態(tài)量的主觀權(quán)重，并將所述主管權(quán)重與客觀權(quán)重相結(jié)合，計算各狀態(tài)量的綜合權(quán)重；步驟S5、根據(jù)步驟S2中的模糊評判矩陣和步驟S4中的綜合權(quán)重，計算各部件的狀態(tài)評估矩陣以及輸電設(shè)備整體的狀態(tài)評估矩陣。本發(fā)明將主觀權(quán)重、客觀權(quán)重以及模糊評判矩陣相結(jié)合，避免了固定權(quán)重帶來的個別指標(biāo)嚴(yán)重異常時對整體狀態(tài)影響較小的問題。
【專利說明】一種輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)運(yùn)行安全技術(shù)，具體涉及一種輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]輸電設(shè)備的安全是電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行有效、準(zhǔn)確的評估、診斷和預(yù)測，是提高供電可靠性及電網(wǎng)運(yùn)行智能化水平的重要途徑。
[0003]模糊數(shù)學(xué)方法適用于輸電設(shè)備的狀態(tài)評估，其運(yùn)用了模糊集合中隸屬度和隸屬函數(shù)的理論，對輸電設(shè)備中多狀態(tài)量的制約關(guān)系進(jìn)行數(shù)學(xué)化的抽象。模糊方法先對多種模糊性因素進(jìn)行單因素評判，然后依據(jù)預(yù)先確定的規(guī)則集進(jìn)行模糊推論，根據(jù)一定的原則對評價結(jié)果進(jìn)行解釋。
[0004]輸電設(shè)備狀態(tài)評估的難點(diǎn)在于綜合各類狀態(tài)信息和權(quán)重的確定。要進(jìn)行全面和準(zhǔn)確的狀態(tài)評估，需要融合設(shè)備狀態(tài)信息、電網(wǎng)運(yùn)行信息及環(huán)境狀態(tài)信息等多源異構(gòu)信息，結(jié)合電力設(shè)備的歷史、當(dāng)前和未來狀態(tài)，通過一定的標(biāo)準(zhǔn)和智能評估方法得出狀態(tài)評估結(jié)果。目前，對輸電設(shè)備的狀態(tài)評估國內(nèi)外研究較少，一方面集中在對輸電設(shè)備電氣或機(jī)械方面的具體參量的檢測，如測量導(dǎo)線張力和傾角實現(xiàn)導(dǎo)線的覆冰監(jiān)測，測量絕緣子的鹽密和泄漏電流實現(xiàn)絕緣子的污穢監(jiān)測；另一方面集中在一些宏觀的基于單一或少量參量的狀態(tài)分析，如根據(jù)桿塔傾斜度、防盜等參量來評估桿塔狀態(tài)，根據(jù)覆冰、風(fēng)偏、舞動等來評估導(dǎo)線狀態(tài)。上述均無法科學(xué)把握輸電設(shè)備整體的健康狀況和狀態(tài)發(fā)展趨勢。
[0005]在權(quán)重的確定方面，由于用于評估設(shè)備運(yùn)行的特征量很多，并且每個特征量在評估時所起的作用不同，需準(zhǔn)確確定不同這特征量的權(quán)重?，F(xiàn)有技術(shù)方面主要有主觀權(quán)重和客觀權(quán)重兩種分析方法，其中主觀權(quán)重分析方法主要是層次分析法，依據(jù)專家意見來確定每個參量的權(quán)重，客觀權(quán)重分析法，是利用不同特征量的變化規(guī)律，依靠數(shù)學(xué)方法來確定其權(quán)重的，主要包括熵權(quán)法、證據(jù)理論等。
[0006]本發(fā)明在國家863計劃項目基金(2012AA050209)資助下，提出了《一種輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法》。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文提出了 一種輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，在綜合考慮了輸電設(shè)備各類狀態(tài)信息的基礎(chǔ)上，使用綜合權(quán)重有效地結(jié)合了當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，避免了固定權(quán)重帶來的個別指標(biāo)嚴(yán)重異常時對整體狀態(tài)影響較小的問題。
[0008]本發(fā)明所述的輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，包括以下步驟:
[0009]一種輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其包括以下步驟:
[0010]步驟S1、融合多源異構(gòu)信息，采用多層架構(gòu)的模式建立起了輸電設(shè)備的狀態(tài)評估參數(shù)體系，所述多源異構(gòu)信息至少包括設(shè)備在線監(jiān)測和運(yùn)維檢修信息、電網(wǎng)運(yùn)行信息及環(huán)境狀態(tài)信息，所述狀態(tài)評估參數(shù)體系包括由多個部件組成的輸電設(shè)備層、用于列舉各部件狀態(tài)評估所對應(yīng)的狀態(tài)量的狀態(tài)檢測層、以及用于列舉各類傳感器參數(shù)的傳感器層，所述傳感器參數(shù)為所述狀態(tài)量的原始量；
[0011]步驟S2、確定評估的狀態(tài)等級，并且依據(jù)設(shè)計文件和評語導(dǎo)則中的狀態(tài)量限值得到模糊評判矩陣；
[0012]步驟S3、采用信息熵法確定各狀態(tài)量的客觀權(quán)重；
[0013]步驟S4、采用層次分析法確定各狀態(tài)量的主觀權(quán)重，并將所述主管權(quán)重與客觀權(quán)重相結(jié)合，計算各狀態(tài)量的綜合權(quán)重；
[0014]步驟S5、根據(jù)步驟S2中的模糊評判矩陣和步驟S4中的綜合權(quán)重，計算各部件的狀態(tài)評估矩陣以及輸電設(shè)備整體的狀態(tài)評估矩陣。
[0015]所述步驟SI中的狀態(tài)量包括檢測數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0016]所述步驟S2包括:
[0017]步驟S2.1、將各狀態(tài)量的實測值進(jìn)行歸一化，以描述各狀態(tài)量偏離正常工作狀態(tài)的相對劣化度；
[0018]步驟S2.2、對輸電設(shè)備狀態(tài)劃分為良好、一般、注意、嚴(yán)重4個狀態(tài)等級，通過三角和半梯形分別確定各狀態(tài)量對著4種狀態(tài)等級的隸屬度函數(shù)；
[0019]步驟S2.3、將各狀態(tài)量的實測值進(jìn)行歸一化后代入隸屬度函數(shù)，計算出各狀態(tài)量對應(yīng)于4種狀態(tài)等級的隸屬度值，得到模糊評判矩陣，所述模糊評判矩陣為:
【權(quán)利要求】
1.一種輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其特征在于，其包括以下步驟: 步驟S1、融合多源異構(gòu)信息，采用多層架構(gòu)的模式建立起了輸電設(shè)備的狀態(tài)評估參數(shù)體系，所述多源異構(gòu)信息至少包括設(shè)備在線監(jiān)測和運(yùn)維檢修信息、電網(wǎng)運(yùn)行信息及環(huán)境狀態(tài)信息，所述狀態(tài)評估參數(shù)體系包括由多個部件組成的輸電設(shè)備層、用于列舉各部件狀態(tài)評估所對應(yīng)的狀態(tài)量的狀態(tài)檢測層、以及用于列舉各類傳感器參數(shù)的傳感器層，所述傳感器參數(shù)為所述狀態(tài)量的原始量； 步驟S2、確定評估的狀態(tài)等級，并且依據(jù)設(shè)計文件和評語導(dǎo)則中的狀態(tài)量限值得到模糊評判矩陣； 步驟S3、采用信息熵法確定各狀態(tài)量的客觀權(quán)重； 步驟S4、采用層次分析法確定各狀態(tài)量的主觀權(quán)重，并將所述主管權(quán)重與客觀權(quán)重相結(jié)合，計算各狀態(tài)量的綜合權(quán)重； 步驟S5、根據(jù)步驟S2中的模糊評判矩陣和步驟S4中的綜合權(quán)重，計算各部件的狀態(tài)評估矩陣以及輸電設(shè)備整體的狀態(tài)評估矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其特征在于，所述步驟SI中的狀態(tài)量包括檢測數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其特征在于，所述步驟S2包括: 步驟S2.1、將各狀態(tài)量的實測值進(jìn)行歸一化，以描述各狀態(tài)量偏離正常工作狀態(tài)的相對劣化度； 步驟S2.2、對輸電設(shè)備狀態(tài)劃分為良好、一般、注意、嚴(yán)重4個狀態(tài)等級，通過三角和半梯形分別確定各狀態(tài)量對著4種狀態(tài)等級的隸屬度函數(shù)； 步驟S2.3、將各狀態(tài)量的實測值進(jìn)行歸一化后代入隸屬度函數(shù)，計算出各狀態(tài)量對應(yīng)于4種狀態(tài)等級的隸屬度值，得到模糊評判矩陣，所述模糊評判矩陣為:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其特征在于，所述歸一化處理包括: 對于極大型狀態(tài)量，其數(shù)值越大狀態(tài)越優(yōu)，其計算公式為:
f (x) = (χ-a) / (b-a)(2) 對于極小型狀態(tài)量，其數(shù)值越小狀態(tài)越優(yōu)，其計算公式為: f (x) = (b-χ) / (b-a)(3) 其中，f(x)為第i個狀態(tài)量的相對劣化度，X為第i個狀態(tài)量的實測值為第i個狀態(tài)量的額定值，b為第i個狀態(tài)量的注意值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下步驟: 步驟S3.1、計算各狀態(tài)量Ui的熵值Hi:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其特征在于，所述步驟S4包括以下步驟: 步驟S4.1、根據(jù)專家經(jīng)驗得到判斷矩陣P ； 步驟S4.2、對判斷矩陣P進(jìn)行一致性檢驗:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其特征在于，所述3-0.1 0
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其特征在于，所述部件為9個，分別為基礎(chǔ)、桿塔、導(dǎo)線、地線、絕緣子、金具、接地裝置、附屬設(shè)施、通道環(huán)境。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其特征在于，所述步驟S5包括以下步驟:步驟S5.1、獲取并計算各個部件的狀態(tài)評估矩陣:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輸電設(shè)備狀態(tài)評估方法，其特征在于，所述k=l。
【文檔編號】G06Q50/06GK103971171SQ201410157794
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】宋云海, 陳岳, 王奇, 李晉偉, 常安, 鄧軍, 嚴(yán)英杰 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心, 上海交通大學(xué)