本發(fā)明涉及電力
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種對配電變壓器進行健康狀態(tài)評估的方法。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的電力供應(yīng)形勢日益緊張，在全國各地僅因電網(wǎng)系統(tǒng)故障造成的經(jīng)濟損失就高達上萬億，分析其的主要原因是對電網(wǎng)系統(tǒng)的故障不能夠及時處理。我們知道，國家電力工業(yè)的迅速發(fā)展說明全國發(fā)、輸、配電的容量在不斷增加，電力系統(tǒng)在日益擴大。當(dāng)然需要的電力設(shè)備也越來越多，電力設(shè)備故障一直是危及電力系統(tǒng)安全的主要因素，保證電力系統(tǒng)運行可靠性，對發(fā)展國民經(jīng)濟尤其重要。為此，必須實時監(jiān)測電力設(shè)備的運行狀態(tài)，及時檢查出內(nèi)部的早期故障，防止事故于未然。在各種電力設(shè)備中，配電變壓器是電網(wǎng)系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一。由于配電變壓器長期連續(xù)在電網(wǎng)中運行，不可避免地會發(fā)生各種故障。努力防止和減少配電變壓器的故障和事故的發(fā)生，保證配電變壓器的正常運行，是電力系統(tǒng)迫切需要解決的課題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種對配電變壓器進行健康狀態(tài)評估的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對配電變壓器的運行健康狀態(tài)進行準確的評估，便于對其進行合理使用和維修、故障預(yù)測以及配電管理等操作。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明實施例提供了一種對配電變壓器進行健康狀態(tài)評估的方法，該方法包括：獲取反映所述配電變壓器的運行狀態(tài)的狀態(tài)量指標及各狀態(tài)量指標的權(quán)重；獲取各狀態(tài)量指標的評分；獲取適用于所述配電變壓器的模糊評價集和與模糊評價集對應(yīng)的清晰評價標準；結(jié)合各狀態(tài)量指標的評分和權(quán)重，基于所述配電變壓器的模糊評價集，獲得所述配電變壓器的健康狀態(tài)的模糊評價結(jié)論；利用灰色關(guān)聯(lián)理論，基于清晰評價標準，處理所述模糊評價結(jié)論，得到所述配電變壓器的健康狀態(tài)的清晰評價結(jié)論。優(yōu)選的，所述狀態(tài)量指標包括屬于配電變壓器本體的負荷、工作聲音、油位、溫度、防火阻燃，屬于絕緣套管的污穢、防火阻燃、破損和溫度，屬于接頭的防火阻燃、破損、溫度、運行環(huán)境，屬于接地系統(tǒng)的接地引下線、接地電阻，屬于配電變壓器殼體的污穢、牢固，屬于輔助設(shè)施的牢固、標識齊全、銹蝕程度。優(yōu)選的，所述模糊評價集包括：良好、正常、可疑、異常、危險，其中，危險：0～60；異常：60～70；可疑：70～80；正常：80～90；良好：90～100。優(yōu)選的，獲取適用于所述配電變壓器的模糊評價集之后，還包括：獲取所述配電變壓器的隸屬函數(shù)。優(yōu)選的，所述隸屬函數(shù)為三角形與梯形組合分布隸屬函數(shù)。優(yōu)選的，所述隸屬函數(shù)包括：良好狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：μ1(x)={1x≥950.1x-8.585≤x≤950x≤85;]]>正常狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：可疑狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：異常狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：危險狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：優(yōu)選的，所述模糊評價結(jié)論表征為{Xi}＝{Xi(1),Xi(2),…Xi(5)}，其中，Xi(1),Xi(2),…Xi(5)為任意大于等于0小于等于1的實數(shù)，Xi(1)表征所述配電變壓器屬于良好狀態(tài)的程度，Xi(2)表征所述配電變壓器屬于正常狀態(tài)的程度，Xi(3)表征所述配電變壓器屬于可疑狀態(tài)的程度，Xi(4)表征所述配電變壓器屬于異常狀態(tài)的程度，Xi(5)表征所述配電變壓器屬于危險狀態(tài)的程度。優(yōu)選的，所述清晰評價標準包括：良好狀態(tài)為[1,0,0,0,0]，正常狀態(tài)為[0,1,0,0,0]，可疑狀態(tài)為[0,0,1,0,0]，異常狀態(tài)為[0,0,0,1,0]，危險狀態(tài)為[0,0,0,0,1]。優(yōu)選的，利用灰色關(guān)聯(lián)理論，基于清晰評價標準，處理所述模糊評價結(jié)論，得到所述配電變壓器的健康狀態(tài)的清晰評價結(jié)論包括：通過計算所述模糊評價結(jié)論與每一清晰評價標注的關(guān)聯(lián)系數(shù)，其中，Δi(k)＝|X0(k)-Xi(k)|，X0(k)為所述清晰評價標準中的元素，Xi(k)為所述模糊評價結(jié)論中的元素，k為大于等于1、小于等于5的整數(shù)，Mmin為兩級最小差，Mmax為兩級最大差；通過計算關(guān)聯(lián)度，得到清晰評價結(jié)論。本發(fā)明實施例提供了一種對配電變壓器進行健康狀態(tài)評估的方法，該方法基于各狀態(tài)量指標的評分，通過各狀態(tài)量指標的權(quán)重，首先對配電變壓器進行模糊評價，之后基于模糊評價結(jié)論，得到配電變壓器的健康狀態(tài)的清晰評價結(jié)論，對配電變壓器健康狀態(tài)做出及時、準確的評估，能夠使得工作人員及時了解對應(yīng)的配電變壓器的健康狀況，從而便于對其進行合理使用和維修、故障預(yù)測以及配電管理等操作。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的對配電變壓器進行健康狀態(tài)評估的方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的配電變壓器的狀態(tài)量指標示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的隸屬函數(shù)的示意圖。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例提供了一種對配電變壓器進行健康狀態(tài)評估的方法，如圖1所示，該方法包括：步驟S1、獲取反映配電變壓器的運行狀態(tài)的狀態(tài)量指標及各狀態(tài)量指標的權(quán)重。對于配電變壓器而言，影響其運行狀態(tài)的因素大致可包括配電變壓器本體、絕緣套管、接頭、接地系統(tǒng)、配電變壓器殼體和輔助設(shè)施等六項，其中每一項都可再細分為多項狀態(tài)量指標。例如，對于配電變壓器本體而言，其可細分為負荷、工作聲音、油位、溫度、防火阻燃等共五項；對于絕緣套管而言，其可細分為污穢、防火阻燃、破損和溫度等共四項；對于接頭而言，其可細分為防火阻燃、破損、溫度、運行環(huán)境等共四項；對于接地系統(tǒng)而言，其可細分為接地引下線、接地電阻等共兩項；對于配電變壓器殼體而言，其可細分為污穢、牢固程度等共兩項；對于輔助設(shè)施而言，其可細分為牢固程度、標識齊全、銹蝕程度等共三項。基于所找到的狀態(tài)量指標，本發(fā)明實施例中的權(quán)重是通過層次分析法獲得的。層次分析法(TheAnalyticHierarchyProcess，簡稱AHP)的基本原理在于決策者根據(jù)既定的標準以及原則，將待評價對象的各項復(fù)雜因素簡單化，并建立遞階式層次結(jié)構(gòu)。遞階式層次結(jié)構(gòu)能夠?qū)?fù)雜的問題變得簡單化、條理化、層次化。遞階式層次結(jié)構(gòu)一般包括目標層、準則層以及指標層三層，目標層一般指對于研究問題預(yù)定的目標，準則層表示實現(xiàn)該預(yù)定目標所需中間環(huán)節(jié)；指標層是為了實現(xiàn)預(yù)定目標所采用的指標、方案等。在本發(fā)明實施例中，按照判斷矩陣1～9級標度原則(如下表1所示)來判斷同一層次上兩元素之間的重要關(guān)系，得到判斷矩陣。其中矩陣元素表示各一級指標元素Xi相對于Xj重要性的量化值，其中，i和j都為整數(shù)。表1判斷矩陣1～9級標度原則針對如圖2所示的配電變壓器而言，可得出如下的一級指標判斷矩陣A，需要說明的是，表2中的V1、V2、V3、V4、V5、V6分別代表配電變壓器本體、絕緣套管、接頭、接地系統(tǒng)、配電變壓器殼體和輔助設(shè)施：表2配電變壓器一級指標判斷矩陣AHP法是把復(fù)雜的問題分解為若干個組成因素，將這些因素按相互關(guān)聯(lián)度及隸屬關(guān)系分組形成有序的階梯層次結(jié)構(gòu)，形成一個多層次的分析評價模型，通過兩兩比較的方式確定層次中各因素的相對重要性，然后根據(jù)實際情況，以決定各因素的權(quán)重系數(shù)。該方法基于專家對各項指標重要性的主觀認知程度，具有一定的說服力度。層次分析法求取權(quán)重的方法有幾何平均法、算術(shù)平均法、特征向量法、最小二乘法4種。基于判斷矩陣，可很容易地得到各狀態(tài)量指標的權(quán)重。但是，AHP法計算得到的權(quán)重只有通過了一致性檢驗才可以被使用。具體的，首先計算一致性指標CI(ConsistencyIndex)，CI可通過下式進行計算：CI=λmax-nn-1]]>其中λmax表示判斷矩陣的最大特征值，n代表判斷矩陣的維數(shù)。其次，計算一致性比例：CR=CIRI]]>其中，RI為平均隨機一致性指標，其取值可通過查表3獲得。當(dāng)CR＜0.1，判斷矩陣可靠；當(dāng)CR≥0.1，矩陣不可靠，需要重新建立矩陣。表3平均隨機一致性指標經(jīng)過計算，表2中的判斷矩陣的CR＝0.0047<0.1，因此該判斷矩陣通過一致性檢驗。AHP法計算得到的權(quán)重只有通過了一致性檢驗才可以被使用，這就保障了權(quán)重的科學(xué)性與合理性；第二，將總目標化為有序的若干層次和若干元素，這特別適用于有層次體系的多指標評價對象；第三，層次分析法所涉及的運算量不大，模型易于操作，便于以簡便的操作解決復(fù)雜問題；第四，通過層次分析法可以將總的評價指標量化，定量研究各下層的狀態(tài)量指標對配電變壓器的運行狀態(tài)的影響程度的問題。類似的，同理，依據(jù)專家評分，建立各一級指標的二級指標判斷矩陣，采用最大特征值法可以求出各個部件相應(yīng)的狀態(tài)量的權(quán)重，如下表4所示：表4二級指標(狀態(tài)量)權(quán)重步驟S2、獲取各狀態(tài)量指標的評分。本發(fā)明實施例中根據(jù)狀態(tài)量指標的劣化程度，用得分對狀態(tài)量指標進行無量綱化處理，采用百分制，分值從0分到100分，以60分為作為危險閾值，100分為滿分對配電變壓器各個部件狀態(tài)進行評分。各狀態(tài)量指標分數(shù)越高，表明該狀態(tài)量指標的運行狀態(tài)越好。需要說明的是，本發(fā)明實施例中的步驟S1和步驟S2可以互換順序，不影響該方法的實施。步驟S3、獲取適用于配電變壓器的模糊評價集和與模糊評價集對應(yīng)的清晰評價標準。對于配電變壓器而言，本發(fā)明實施例將配電變壓器的狀態(tài)劃分為“良好”、“正常”、“可疑”、“異常”、“危險”五種狀態(tài)，即確定模糊評價集V＝{良好、正常、可疑、異常、危險}，其中，危險：0～60；異常：60～70；可疑：70～80；正常：80～90；良好：90～100。良好狀態(tài)是指設(shè)備運行穩(wěn)定，所有狀態(tài)量符合標準或遠離異常值。此時，設(shè)備發(fā)生故障的概率極低，可以長期運行。正常狀態(tài)是指設(shè)備狀態(tài)量正常或其中個別參數(shù)表明可靠性稍有下降，但遠未達到異常值。此時，應(yīng)按照設(shè)備原有檢修計劃安排檢修；可疑狀態(tài)表示設(shè)備的幾個狀態(tài)量不符合標準，但不影響設(shè)備運行；異常狀態(tài)是指設(shè)備狀態(tài)量接近或達到規(guī)程中的異常值，顯示設(shè)備將要或者已經(jīng)出現(xiàn)故障，但是在短期內(nèi)不會發(fā)生事故的情況。此時，應(yīng)減小設(shè)備檢修的周期；危險狀態(tài)表示設(shè)備狀態(tài)量危險超出異常值或危險異常，設(shè)備在運行中隨時可能發(fā)生事故。此時，設(shè)備應(yīng)該立即停電進行檢修。為了得到清晰評價結(jié)論，本發(fā)明實施例中的清晰評價標準包括良好狀態(tài)為[1,0,0,0,0]，正常狀態(tài)為[0,1,0,0,0]，可疑狀態(tài)為[0,0,1,0,0]，異常狀態(tài)為[0,0,0,1,0]，危險狀態(tài)為[0,0,0,0,1]。顯然，清晰評價標準與模糊評價集的元素是一一對應(yīng)的。步驟S4、結(jié)合各狀態(tài)量指標的評分和權(quán)重，基于配電變壓器的模糊評價集，獲得配電變壓器的健康狀態(tài)的模糊評價結(jié)論。本實施例中的隸屬函數(shù)優(yōu)選如圖3所示的三角形與梯形組合分布隸屬函數(shù)，該隸屬函數(shù)計算起來較為簡便，且精確性與復(fù)雜的隸屬函數(shù)相比差距不是很大。模糊集合中，隸屬函數(shù)值域的取值范圍為[0,1]，隸屬函數(shù)如下所示：良好狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：μ1(x)=1x≥950.1x-8.585≤x≤950x≤85]]>正常狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：可疑狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：異常狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：危險狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：利用上述隸屬函數(shù)結(jié)合狀態(tài)量指標的權(quán)重，所得到的針對配電變壓器的健康狀態(tài)的模糊評價結(jié)論即為隸屬數(shù)列，可表征為以下形式：{Xi}＝{Xi(1),Xi(2),…Xi(5)}。其中，Xi(1),Xi(2),…Xi(5)為任意大于等于0小于等于1的實數(shù)，Xi(1)表征配電變壓器屬于良好狀態(tài)的程度，Xi(2)表征配電變壓器屬于正常狀態(tài)的程度，Xi(3)表征配電變壓器屬于可疑狀態(tài)的程度，Xi(4)表征配電變壓器屬于異常狀態(tài)的程度，Xi(5)表征配電變壓器屬于危險狀態(tài)的程度。步驟S5、利用灰色關(guān)聯(lián)理論，基于清晰評價標準，處理模糊評價結(jié)論，得到配電變壓器的健康狀態(tài)的清晰評價結(jié)論?；疑P(guān)聯(lián)理論是灰色系統(tǒng)理論的重要組成部分之一，而且是灰色系統(tǒng)分析、建模、預(yù)測、決策的基石?；疑P(guān)聯(lián)分析是對運行機制與物理原型不清楚或者根本缺乏物理原型的灰色關(guān)系序列化、模式化，進而建立灰色關(guān)聯(lián)分析模型，使灰色關(guān)系量化、序化、顯化，能為復(fù)雜系統(tǒng)的建模提供重要的技術(shù)分析手段。將灰色關(guān)聯(lián)理論引入到模糊評價中，利用模糊對象的模糊綜合評價對清晰綜合評價的關(guān)聯(lián)度，來確定配電變壓器的狀態(tài)等級，克服了隸屬度原則造成的誤差?？捎嬎隳：u價結(jié)論與每一清晰評價標準的關(guān)聯(lián)系數(shù)，即通過計算模糊評價結(jié)論與每一清晰評價標準的關(guān)聯(lián)系數(shù)，其中，Δi(k)＝|X0(k)-Xi(k)|，X0(k)為清晰評價標準中的元素，k為大于等于1、小于等于5的整數(shù)，Mmin為兩級最小差，Mmax為兩級最大差。接著，可基于計算得到的全部關(guān)聯(lián)系數(shù)，通過計算關(guān)聯(lián)度，該關(guān)聯(lián)度即為所需要得到的準確的健康狀態(tài)評估結(jié)果。在本發(fā)明實施例的一個具體應(yīng)用場景中，以廣西南寧供電局城西分局安明II924中壓配電變壓器的試驗及巡檢數(shù)據(jù)為算例，計算其最終各種狀態(tài)相應(yīng)的隸屬度。該配電變壓器負荷為額定負荷的70％；工作聲音正常；油位略低；溫度與防火阻燃都滿足設(shè)計要求；絕緣套管表面有污穢，略有破損，相間溫度差為7K，套管溫度為50℃，防火阻燃措施完善；接頭無異常發(fā)熱，運行環(huán)境優(yōu)良，無明顯破損，防火阻燃滿足要求；接地引下線外觀良好，接地電阻符合要求；配電變壓器殼體無污穢且安裝牢固；輔助設(shè)施安裝牢固，但有中度銹蝕，標識安裝高度未達到要求。根據(jù)該配電變壓器的實際健康狀態(tài)得到各部件狀態(tài)量得分如下：表5各部件狀態(tài)量得分最終的綜合評判結(jié)果為：[0.9669,0.0369,0,0,0]。結(jié)合五種狀態(tài)清晰評判，與良好狀態(tài)的關(guān)聯(lián)度為0.9669；與正常狀態(tài)的關(guān)聯(lián)度是0.0369；與可疑狀態(tài)的關(guān)聯(lián)度是0；與異常狀態(tài)的關(guān)聯(lián)度是0；與危險狀態(tài)的關(guān)聯(lián)度是0。因此，可證明該配電變壓器運行在正常狀態(tài)。綜上，本發(fā)明實施例提供了一種對配電變壓器進行健康狀態(tài)評估的方法，該方法基于各狀態(tài)量指標的評分，通過各狀態(tài)量指標的權(quán)重，首先對配電變壓器進行模糊評價，之后基于模糊評價結(jié)論，得到配電變壓器的健康狀態(tài)的清晰評價結(jié)論，對配電變壓器健康狀態(tài)做出及時、準確的評估，能夠使得工作人員及時了解對應(yīng)的配電變壓器的健康狀況，從而便于對其進行合理使用和維修、故障預(yù)測以及配電管理等操作。通過以上的實施方式的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件的方式來實現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在可讀取的存儲介質(zhì)中，如計算機的軟盤，硬盤或光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述的方法。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。當(dāng)前第1頁1 2 3