一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法及系統(tǒng)，該方法確定基于輸電電纜的評(píng)價(jià)因素集U、狀態(tài)集V和因素狀態(tài)矩陣W；建立基于輸電電纜的判斷矩陣R、確定評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量A；進(jìn)行模糊綜合運(yùn)算，使用最大隸屬度原則去模糊化得出狀態(tài)評(píng)價(jià)最終結(jié)果。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠?qū)⒔Y(jié)合模糊數(shù)學(xué)與層次分析法各自的優(yōu)點(diǎn)，提出使用模糊層次分析法對(duì)輸電電纜整體狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。
【專利說明】一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)及評(píng)估的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，傳統(tǒng)的計(jì)劃?rùn)z修已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)高可靠性的要求。目前正在發(fā)展的是以狀態(tài)監(jiān)測(cè)(通常是在線監(jiān)測(cè))和故障診斷為基礎(chǔ)的狀態(tài)維修。狀態(tài)維修是基于設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)的。而狀態(tài)評(píng)價(jià)是根據(jù)檢測(cè)或監(jiān)測(cè)的設(shè)備的特征參數(shù)，根據(jù)一定的規(guī)則，評(píng)估設(shè)備所處的狀態(tài)。因而設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)是基于能反映設(shè)備狀態(tài)的特征參數(shù)的檢測(cè)的。 [0003]在輸電電纜狀態(tài)檢測(cè)方面，雖然開發(fā)了多種XLPE電力電纜的監(jiān)測(cè)及檢測(cè)方法，高壓交聯(lián)電纜的狀態(tài)評(píng)估仍然處于摸索和積累中，其狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)不夠完善、電纜狀態(tài)與其特征參數(shù)狀態(tài)間缺乏統(tǒng)一的聯(lián)系、缺乏完整的電纜狀態(tài)檢修的評(píng)價(jià)體系及基于設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的檢修策略，且運(yùn)行維護(hù)指導(dǎo)依據(jù)還需進(jìn)一步優(yōu)化。
[0004]模糊數(shù)學(xué)是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法。模糊數(shù)學(xué)是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法研究和處理模糊性現(xiàn)象的一門數(shù)學(xué)新分支。它以“模糊集合”論為基礎(chǔ)。模糊數(shù)學(xué)提供了一種處理不肯定性和不精確性問題的新方法。模糊數(shù)學(xué)法在電力電纜狀態(tài)評(píng)價(jià)上的運(yùn)用，主要是體現(xiàn)在對(duì)電力電纜的狀態(tài)數(shù)據(jù)集進(jìn)行模糊聚類分析、模糊模型識(shí)別等處理，主要運(yùn)用在外延不明確，內(nèi)延確定的對(duì)象上。所以模糊數(shù)學(xué)能對(duì)電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)做出較為準(zhǔn)確的評(píng)估。
[0005]層次分析法在20世紀(jì)70年代中期由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家托馬斯?塞蒂正式提出。它是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化、層次化的分析方法。層次分析法把研究對(duì)象作為一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)的思想在于不割斷各個(gè)因素對(duì)結(jié)果的影響，而層次分析法中每一層的權(quán)重設(shè)置最后都會(huì)直接或間接影響到結(jié)果，而且在每個(gè)層次中的每個(gè)因素對(duì)結(jié)果的影響程度都是量化的，非常清晰、明確。
[0006]但是現(xiàn)有的高壓交聯(lián)電纜的狀態(tài)評(píng)估仍然處于摸索和積累中，存在如下缺陷:狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)不夠完善、電纜狀態(tài)與其特征參數(shù)狀態(tài)間缺乏統(tǒng)一的聯(lián)系、缺乏完整的電纜狀態(tài)檢修的評(píng)價(jià)體系及基于設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的檢修策略，且運(yùn)行維護(hù)指導(dǎo)依據(jù)還需進(jìn)一步優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中缺乏完整的電纜狀態(tài)檢修的評(píng)價(jià)體系的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸電電纜的各評(píng)價(jià)因素進(jìn)行模糊分析并對(duì)整體狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。
[0008]本發(fā)明的一方面公開了一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法，包括以下步驟:
[0009]確定基于輸電電纜的評(píng)價(jià)因素集U、狀態(tài)集V和因素狀態(tài)矩陣W ;[0010]建立判斷矩陣R，確定評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量A ;
[0011]進(jìn)行模糊綜合運(yùn)算，使用最大隸屬度原則去模糊化得出狀態(tài)評(píng)價(jià)最終結(jié)果。
[0012]本發(fā)明的另一方面公開了一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估系統(tǒng)，包括確定模塊、評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量確定模塊和輸電電纜狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果確定模塊，其中:
[0013]所述確定模塊，用于確定基于輸電電纜的評(píng)價(jià)因素集U、狀態(tài)集V和因素狀態(tài)矩陣W ；
[0014]所述評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量確定模塊，用運(yùn)用層次分析法建立判斷矩陣R、確定評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量A ;
[0015]所述輸電電纜狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果確定模塊，用于根據(jù)評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量A和因素狀態(tài)矩陣W進(jìn)行模糊綜合運(yùn)算、使用最大隸屬度原則去模糊化得出狀態(tài)評(píng)價(jià)最終結(jié)果。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案由于運(yùn)用層次分析法建立基于輸電電纜的判斷矩陣R、確定評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量A ;進(jìn)行模糊綜合運(yùn)算，使用最大隸屬度原則去模糊化得出狀態(tài)評(píng)價(jià)最終結(jié)果；所以能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)合模糊數(shù)學(xué)與層次分析法，對(duì)輸電電纜的各評(píng)價(jià)因素進(jìn)行模糊分析并對(duì)整體狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的輸電電纜評(píng)價(jià)因素集的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的半梯形和三角形隸屬函數(shù)分布圖。
[0019]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法的流程圖。
`[0020]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法的流程圖。如圖1所示，該輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法，包括如下步驟:
[0023]步驟401、確定基于輸電電纜的評(píng)價(jià)因素集，例如，可以建立輸電電纜評(píng)價(jià)因素集U:
[0024]U= (U11U2,...,表示輸電電纜狀態(tài)的第i個(gè)影響因素。
[0025]在步驟401中，建立輸電電纜評(píng)價(jià)因素集U=Iu1, U2, , um}, UiQ=I, 2，...，m)表示項(xiàng)目的第i個(gè)影響因素，具體包括:
[0026]如圖1所示，在進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)前需建立輸電電纜狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)體系。依據(jù)統(tǒng)計(jì)，造成電力電纜非計(jì)劃停運(yùn)的故障主要發(fā)生在:絕緣層、保護(hù)層、電纜附件、電纜線芯。結(jié)合電力電纜的結(jié)構(gòu)，為了盡量使?fàn)顟B(tài)評(píng)估指標(biāo)全面、真實(shí)的反映電纜的運(yùn)行狀態(tài)，并考慮到狀態(tài)評(píng)估的可操作性，這里建立層次型的電力電纜狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。層次型的電力電纜狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可分為外部因素和內(nèi)部因素，內(nèi)部因素又分為絕緣性能、熱性能、機(jī)械性能、歷史記錄。
[0027]步驟402、確定基于輸電電纜的狀態(tài)集，例如，可以建立狀態(tài)集向量V:
[0028]V=Iv1, V2, , vn}, Vj(j=l, 2,..., η)表示狀態(tài)評(píng)價(jià)的第 j 個(gè)狀態(tài)等級(jí)。
[0029]在步驟402中，建立狀態(tài)集向量V=Iv1, V2, , vj , Vj(j=l, 2，...，η)表示評(píng)價(jià)的第j個(gè)狀態(tài)等級(jí)，具體包括:例如可以設(shè)定4個(gè)狀態(tài)等級(jí)，分別為:嚴(yán)重、異常、注意、正常。
[0030]步驟403、確定基于輸電電纜的因素狀態(tài)矩陣W。對(duì)于評(píng)價(jià)因素集中的每一個(gè)影響因素進(jìn)行模糊隸屬度判斷，確定各評(píng)價(jià)因素對(duì)于各評(píng)價(jià)狀態(tài)等級(jí)的隸屬度，各隸屬度向量組成因素狀態(tài)矩陣W。
[0031]在步驟403中，確定因素狀態(tài)矩陣W，具體包括:
[0032](I)對(duì)于評(píng)價(jià)因素集中的每一個(gè)影響因素進(jìn)行模糊隸屬度判斷，確定各評(píng)價(jià)因素對(duì)于各評(píng)價(jià)狀態(tài)等級(jí)的隸屬度。
[0033](a)定性指標(biāo)隸屬度的確定
[0034]對(duì)外觀、蟻害和外力破壞等定性描述的數(shù)據(jù)采用模糊統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)法。通過統(tǒng)計(jì)的形式，即給出評(píng)價(jià)對(duì)象和評(píng)價(jià)指標(biāo)，由現(xiàn)場(chǎng)參加巡視的班組成員確定各個(gè)因素的隸屬度，從而得到單因素評(píng)價(jià)向量，表達(dá)式為:
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟: 確定基于輸電電纜的評(píng)價(jià)因素集U、狀態(tài)集V和因素狀態(tài)矩陣W ； 建立基于輸電電纜的判斷矩陣R，確定評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量A ; 進(jìn)行模糊綜合運(yùn)算，使用最大隸屬度原則去模糊化得出狀態(tài)評(píng)價(jià)最終結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法，其特征在于，所述確定基于輸電電纜的評(píng)價(jià)因素集U進(jìn)一步包括以下步驟: 建立層次型的輸電電纜狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)體系； 基于所述進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，建立輸電電纜評(píng)價(jià)因素集U=Iu1, U2,, uj，^(1=1,2,...,111)表示輸電電纜狀態(tài)的第i個(gè)影響因素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法，其特征在于，所述確定基于輸電電纜的狀態(tài)集V進(jìn)一步包括以下步驟: 建立狀態(tài)集向量V=Iv1, V2,, vn}, Vj(j=l, 2，...，η)表示評(píng)價(jià)的第j個(gè)狀態(tài)等級(jí)；所述狀態(tài)等級(jí)，包括嚴(yán)重、異常、注意、正常。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法，其特征在于，所述確定基于輸電電纜的因素狀態(tài)矩陣W進(jìn)一步包括以下步驟: 對(duì)于評(píng)價(jià)因素集中的每一個(gè)影響因素進(jìn)行模糊隸屬度判斷，確定各評(píng)價(jià)因素對(duì)于各評(píng)價(jià)狀態(tài)等級(jí)的隸屬度； 對(duì)因素集U中的因素Ui作單因素評(píng)價(jià)，從因素Ui的角度確定其對(duì)于狀態(tài)等級(jí)\的隸屬度Wij,得出Ui的單因素狀態(tài)向量Wi= {wn, wi2,...，win} (i=l, 2，...，m)，m個(gè)因素的單因素狀態(tài)向量就構(gòu)造出一個(gè)狀態(tài)矩陣，即因素狀態(tài)矩陣W:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法，其特征在于，所述對(duì)于評(píng)價(jià)因素集中的每一個(gè)影響因素進(jìn)行模糊隸屬度判斷，確定各評(píng)價(jià)因素對(duì)于各評(píng)價(jià)狀態(tài)等級(jí)的隸屬度進(jìn)一步包括以下步驟: (a)定性指標(biāo)隸屬度的確定 對(duì)定性描述的數(shù)據(jù)采用模糊統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)法，通過統(tǒng)計(jì)的形式給出評(píng)價(jià)對(duì)象和評(píng)價(jià)指標(biāo)，由現(xiàn)場(chǎng)參加巡視的班組成員確定各個(gè)因素的隸屬度，得到單因素評(píng)價(jià)向量，表達(dá)式為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法，其特征在于，所述建立判斷矩陣R進(jìn)一步包括以下步驟: 在同一層評(píng)價(jià)因素中，將評(píng)價(jià)因素進(jìn)行兩兩對(duì)比，根據(jù)相對(duì)重要性的判斷引入合適的標(biāo)度數(shù)值，從而建立判斷矩陣R:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法，其特征在于，所述確定評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量A，包括以下步驟: ⑴計(jì)算判斷矩陣R的最大特征根λ max并帶入下面公式:
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法，其特征在于，所述進(jìn)行模糊綜合運(yùn)算，使用最大隸屬度原則去模糊化得出狀態(tài)評(píng)價(jià)最終結(jié)果進(jìn)一步包括以下步驟: 將計(jì)算及一致性檢驗(yàn)通過后所得的評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量A與因素狀態(tài)矩陣W進(jìn)行合成，得到各評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量B:B = A ο W ;其中“?！睘樽儞Q合成算子；根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量，使用最大隸屬度原則去模糊化，得出狀態(tài)評(píng)價(jià)最終結(jié)果。
9.一種與權(quán)利要求1所述的一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估方法相匹配的輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括確定模塊、評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量確定模塊和輸電電纜狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果確定模塊，其中: 所述確定模塊，用于確定基于輸電電纜的評(píng)價(jià)因素集U、狀態(tài)集V和因素狀態(tài)矩陣W ；所述評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量確定模塊，用于運(yùn)用層次分析法，建立基于輸電電纜的判斷矩陣R、確定評(píng)價(jià)因素權(quán)重向量A ； 所述輸電電纜狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果確定模塊，用于進(jìn)行模糊綜合運(yùn)算，使用最大隸屬度原則去模糊化得出狀態(tài)評(píng)價(jià)最終結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種輸電電纜整體狀態(tài)的綜合評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述確定基于輸電電纜的評(píng)價(jià)因素集U進(jìn)一步包括以下步驟: 建立層次型的輸電電纜狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)體系； 基于所述層次型的輸電電纜狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，建立輸電電纜評(píng)價(jià)因素集U=Iu1, U2,, uj , Ui (i=l, 2,..., m)表示輸電電纜狀態(tài)的第i個(gè)影響因素； 和/或， 所述確定基于輸電電纜的狀態(tài)集V進(jìn)一步包括以下步驟: 建立狀態(tài)集向量V=Iv1, V2,, vn}, Vj(j=l, 2，...，η)表示評(píng)價(jià)的第j個(gè)狀態(tài)等級(jí)；所述狀態(tài)等級(jí)，包括嚴(yán)重、異常、注意、正常； 和/或， 所述確定基于輸電電纜的因素狀態(tài)矩陣W進(jìn)一步包括以下步驟: 對(duì)于評(píng)價(jià)因素集中的每一個(gè)影響因素進(jìn)行模糊隸屬度判斷，確定各評(píng)價(jià)因素對(duì)于各評(píng)價(jià)狀態(tài)等級(jí)的隸屬度； 對(duì)因素集U中的因素Ui作單因素評(píng)價(jià)，從因素Ui的角度確定其對(duì)于狀態(tài)等級(jí)\的隸屬度Wij,得出Ui的單因素狀態(tài)向量Wi= {wn, wi2,...，win} (i=l, 2，...，m)，m個(gè)因素的單因素狀態(tài)向量就構(gòu)造出一個(gè)狀態(tài)矩陣，即因素狀態(tài)矩陣W:
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK103761684SQ201410025137
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】來立永, 牛海清, 羅新, 吳倩 申請(qǐng)人:廣州供電局有限公司, 華南理工大學(xué)