CN103679547B - 一种针对继电保护消缺步骤的优化方法 - Google Patents

Abstract

一种针对继电保护消缺步骤的优化方法，该优化方法包括：1）首先确定缺陷所对应的待检修部位，若k个部位的单一或并发故障都可能导致某缺陷，将这k个部位表示为B₁、B₂…B_k；2）为确定这k个部位检修的先后顺序，将影响检修优先次序的因素分为以下三个方面：该部位发生故障的频率、即“故障频度”（A₁），该部位正常运行受外界环境影响的程度、即“环境影响”（A₂），对该部位进行检修所需要的时间、即“检修时间”（A₃），其中，在该缺陷中发生故障频率高的部位、受外界环境影响程度大的部位以及所需检修时间短的部位应该获得较高的检修优先级权重排序；它主要综合了专家对各因素的判断及实际运行数据的影响，具有较强实用性。

Description

一种针对继电保护消缺步骤的优化方法

技术领域

本发明涉及一种针对继电保护消缺步骤的优化方法。

背景技术

继电保护系统是电力系统的重要组成部分，对整个电力系统的安全有效运行起着至关重要的作用。在继电保护系统运行过程中会出现一些缺陷，有些甚至会影响到电力系统的可靠运行。快速可靠地消除缺陷，是继电保护日常维护工作中的重要任务之一。

当前的消缺工作过程为专业人员根据缺陷确定可能的故障部位集，再综合考虑各因素(如发生概率，环境影响等)对故障部位进行优先级排序，最后根据排序对其进行逐个排查检修。由此可知，经验判断在其中起到重要作用，它能够克服数据不充分和某些因素难以量化的影响，但其本质上是一个靠经验人员的模糊判断和深厚经历来解决问题的方式，所以容易出现疏漏和失误，具有较强的主观片面性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的、传统消缺过程中出现较强模糊性和主观片面性等问题，而提供一种主要综合了专家对各因素的判断及实际运行数据的影响，具有较强实用性的针对继电保护消缺步骤的优化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种针对继电保护消缺步骤的优化方法，该优化方法包括：

1)首先确定缺陷所对应的待检修部位，若k个部位的单一或并发故障都可能导致某缺陷，将这k个部位表示为B₁、B₂…B_k；

2)为确定这k个部位检修的先后顺序，将影响检修优先次序的因素分为以下三个方面：该部位发生故障的频率、即“故障频度”(A₁)，该部位正常运行受外界环境影响的程度、即“环境影响”(A₂)，对该部位进行检修所需要的时间、即“检修时间”(A₃)，其中，在该缺陷中发生故障频率高的部位、受外界环境影响程度大的部位以及所需检修时间短的部位应该获得较高的检修优先级权重排序。

本发明所述的检修优先级权重排序，主要是运用层次分析法，通过计算得到各待检修部位的优先级权重排序，具体包括以下步骤：

a对所有k个部位在“故障频度”(A₁)方面进行两两对比，得到该因素下B_i相对于B_j的对比数据xi_j(i,j＝1,2,…,k且i≠j)：若在A₁方面部位B_i比部位B_j检修优先级更高，则x_ij>1，且x_ij的值越大表示部位B_i与部位B_j的优先级程度相差越大；若在A₁方面部位B_i与部位B_j优先级相同，则x_ij＝1；若在A₁方面部位B_j比部位B_i检修优先级更高，则x_ji>1，对所有的i,j，有x_ij＝1/x_ji；用同样方法得到k个部位在A₂、A₃方面的两两对比数据y_ij，z_ij；

b将x_ij，y_ij，z_ij组成A₁、A₂、A₃对各部位的判断矩阵：

分别计算得到X、Y、Z的最大特征根并计算其所对应的特征向量ξ⁽¹⁾，ξ⁽²⁾，ξ⁽³⁾：

作归一化处理，得到A₁、A₂、A₃所分别对应的B₁、B₂…B_k等各部位的权重向量

其中i＝1,2,…,k，j＝1,2,3；

c由于具体地区以及实际使用情况的差异，需确定各部位检修排序的决策过程中A₁，A₂，A₃三因素的相对重要程度；再次使用步骤(b)所示方法，得到A₁，A₂，A₃重要程度的两两对比数据pi_j(i,j＝1,2,3且i≠j)并建立相应的判断矩阵P：

并使用上一步同样的方法得到A₁、A₂、A₃对应的权重向量W_A：

d根据以下公式计算出B₁、B₂…B_k各部位的最终权重向量W：

其中w_i(i＝1,2,…,k)代表部位B_i的最终权重，权重越大则表示该部位的检修优先级越高，各部位最终权重由大到小的顺序即为本方法得到的消缺最终优化排序。

本发明所述的检修优先级权重排序，是通过各部位在A₁、A₂、A₃三方面具体数据的对比，即每个部位都有具体的故障频率(A₁)；它主要是根据具体情况直接计算出该条件下各部位的权重向量，包括：对于“故障频度”(A₁)因素，若B₁、B₂…B_k各部位有其对应的故障次数为且由于故障次数与相应权重成正比，所以直接对故障次数归一化即可得权重向量，即A₁对应的各部位权重向量

若具体数据与所求权重成反比，如“检修时间”(A₃)，对整个消缺过程来说，该时间越长则越不利于缩短消缺时间，各部位的其他条件相同的情况下，时间越短的部位优先级应该更高，权重更大；若B₁、B₂…B_k各部位其对应的检修时间为且将各部位检修时间的倒数归一化即可得到A₃对应的各部位权重向量

本发明所述的检修优先级权重排序，是通过各部位在A₁、A₂、A₃三方面定性条件的对比，它是先将该影响因素按照影响程度分级，其分级原则为越有利于缩短消缺时间则等级越高，包括：对于“运行环境”(A₂)因素，在恶劣天气下的室外器件的故障几率明显大于室内器件，则提高室外器件检查的优先级可以有效的缩短整体消缺时间，故运行环境越差其等级越高；

各待查部位按照其运行情况确定等级后，再根据不同等级进行对比来确定相应的判断矩阵数据，包括：部位B_i的“运行环境”等级为3，部位B_j的“运行环境”等级也为3，则两部位在该因素的对比中重要性相同，y_ij＝1；若B_i的等级比B_j的等级高，则显然y_ij>1；对比时可以采用在层次分析法中较为常用的1-9标度法：即数字从1至9分别依次表示同等重要、稍微重要直至极端重要，对比中可以按照实际情况取1至9之间的整数。

本发明的有益效果是：在传统继电保护消缺特点的基础上引入层次分析法后，充分考虑了可能影响消缺速度的各种因素，如检修时间、故障频度等，各个因素之间的权重以及每个因素对应的各待检修部位之间的权重都充分考虑了专家经验以及实际运行数据，兼顾了专家经验与客观数据两方面的内容，改善了传统消缺方式现场人员工作的主观性和片面性，从而使优化后的消缺方法更加科学有效。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。本发明所述的针对继电保护消缺步骤的优化方法，该优化方法包括：

1)首先确定缺陷所对应的待检修部位，若k个部位的单一或并发故障都可能导致某缺陷，将这k个部位表示为B₁、B₂…B_k；

2)为确定这k个部位检修的先后顺序，将影响检修优先次序的因素分为以下三个方面：该部位发生故障的频率、即“故障频度”(A₁)，该部位正常运行受外界环境影响的程度、即“环境影响”(A₂)，对该部位进行检修所需要的时间、即“检修时间”(A₃)，其中，在该缺陷中发生故障频率高的部位、受外界环境影响程度大的部位以及所需检修时间短的部位应该获得较高的检修优先级权重排序。

本发明所述的检修优先级权重排序，主要是运用层次分析法，通过计算得到各待检修部位的优先级权重排序，具体包括以下步骤：

a对所有k个部位在“故障频度”(A₁)方面进行两两对比，得到该因素下B_i相对于B_j的对比数据x_ij(i,j＝1,2,…,k且i≠j)：若在A₁方面部位B_i比部位B_j检修优先级更高，则x_ij>1，且x_ij的值越大表示部位B_i与部位B_j的优先级程度相差越大；若在A₁方面部位B_i与部位B_j优先级相同，则x_ij＝1；若在A₁方面部位B_j比部位B_i检修优先级更高，则x_ji>1，对所有的i,j，有x_ij＝1/x_ji；用同样方法得到k个部位在A₂、A₃方面的两两对比数据y_ij，z_ij；

b将x_ij，y_ij，z_ij组成A₁、A₂、A₃对各部位的判断矩阵：

分别计算得到X、Y、Z的最大特征根并计算其所对应的特征向量ξ⁽¹⁾，ξ⁽²⁾，ξ⁽³⁾：

作归一化处理，得到A₁、A₂、A₃所分别对应的B₁、B₂…B_k等各部位的权重向量

其中i＝1,2,…,k，j＝1,2,3；

c由于具体地区以及实际使用情况的差异，需确定各部位检修排序的决策过程中A₁，A₂，A₃三因素的相对重要程度；再次使用步骤(b)所示方法，得到A₁，A₂，A₃重要程度的两两对比数据p_ij(i,j＝1,2,3且i≠j)并建立相应的判断矩阵P：

并使用上一步同样的方法得到A₁、A₂、A₃对应的权重向量W_A：

d根据以下公式计算出B₁、B₂…B_k各部位的最终权重向量W：

其中w_i(i＝1,2,…,k)代表部位B_i的最终权重，权重越大则表示该部位的检修优先级越高，各部位最终权重由大到小的顺序即为本方法得到的消缺最终优化排序。

本发明所述的检修优先级权重排序，是通过各部位在A₁、A₂、A₃三方面具体数据的对比，即每个部位都有具体的故障频率(A₁)；它主要是根据具体情况直接计算出该条件下各部位的权重向量，包括：对于“故障频度”(A₁)因素，若B₁、B₂…B_k各部位有其对应的故障次数为且由于故障次数与相应权重成正比，所以直接对故障次数归一化即可得权重向量，即A₁对应的各部位权重向量

若具体数据与所求权重成反比，如“检修时间”(A₃)，对整个消缺过程来说，该时间越长则越不利于缩短消缺时间，各部位的其他条件相同的情况下，时间越短的部位优先级应该更高，权重更大；若B₁、B₂…B_k各部位其对应的检修时间为且将各部位检修时间的倒数归一化即可得到A₃对应的各部位权重向量

本发明所述的检修优先级权重排序，是通过各部位在A₁、A₂、A₃三方面定性条件的对比，它是先将该影响因素按照影响程度分级，其分级原则为越有利于缩短消缺时间则等级越高，包括：对于“运行环境”(A₂)因素，在恶劣天气下的室外器件的故障几率明显大于室内器件，则提高室外器件检查的优先级可以有效的缩短整体消缺时间，故运行环境越差其等级越高；

各待查部位按照其运行情况确定等级后，再根据不同等级进行对比来确定相应的判断矩阵数据，包括：部位B_i的“运行环境”等级为3，部位B_j的“运行环境”等级也为3，则两部位在该因素的对比中重要性相同，yi_j＝1；若B_i的等级比B_j的等级高，则显然yi_j>1；对比时可以采用在层次分析法中较为常用的1-9标度法：即数字从1至9分别依次表示同等重要、稍微重要直至极端重要，对比中可以按照实际情况取1至9之间的整数。

实施例：

一种针对继电保护消缺步骤的优化方法，它主要是使用层次分析法，计算得到各待检修部位的优先级权重排序，主要包括以下步骤：

1)若k个部位的单一或并发故障都可能导致某缺陷，将这k个部位表示为B₁、B₂…B_k；

2)为确定这k个部位检修的先后顺序，将影响检修优先次序的因素分为以下三个方面：该部位发生故障的频率(“故障频度”(A₁))、该部位正常运行受外界环境影响的程度(“环境影响”(A₂))、对该部位进行检修所需要的时间(“检修时间”(A₃))，其中，在该缺陷中发生故障频率高的部位、受外界环境影响程度大的部位以及所需检修时间短的部位应该获得较高的检修优先级；

3)对所有k个部位在“故障频度”A₁方面进行两两对比，得到该因素下B_i相对于B_j的对比数据x_ij(i,j＝1,2,…,k且i≠j)：若在A₁方面部位B_i比部位B_j检修优先级更高，则x_ij>1，且x_ij的值越大表示部位B_i与部位B_j的优先级程度相差越大；若在A₁方面部位B_i与部位B_j同等重要，则x_ij＝1；若在A₁方面部位B_j比部位B_i检修优先级更高，则x_ji>1，对所有的i,j，有x_ij＝1/x_ji；用同样方法得到k个部位在A₂、A₃方面的两两对比数据y_ij，z_ij；

4)将x_ij，y_ij，z_ij组成A₁、A₂、A₃对各部位的判断矩阵：

分别计算得到X、Y、Z的最大特征根并计算其所对应的特征向量ξ⁽¹⁾，ξ⁽²⁾，ξ⁽³⁾：

并作归一化处理，得到A₁、A₂、A₃所分别对应的B₁、B₂…B_k等各部位的权重向量

其中i＝1,2,…,k，j＝1,2,3；

5)由于具体地区以及实际使用情况的差异，需确定各部位检修排序的决策过程中A₁，A₂，A₃三因素的相对重要程度；再次使用步骤(b)所示方法，得到A₁，A₂，A₃重要程度的两两对比数据p_ij(i,j＝1,2,3且i≠j)并建立相应的判断矩阵P：

并使用上一步同样的方法得到A₁、A₂、A₃对应的权重向量W_A：

6)根据以下公式计算出B₁、B₂…B_k各部位的最终权重向量W：

其中w_i(i＝1,2,…,k)代表部位B_i的最终权重，权重越大则表示该部位的检修优先级越高，各部位按最终权重由大到小的排查顺序即为本方法得到的最终消缺优化排序。

尽管本发明的内容已经通过上述优化实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。

Claims (3)

1.一种针对继电保护消缺步骤的优化方法，其特征在于该优化方法包括：

1)首先确定缺陷所对应的待检修部位，若k个部位的单一或并发故障都可能导致某缺陷，将这k个部位表示为B₁、B₂…B_k；

2)为确定这k个部位检修的先后顺序，将影响检修优先次序的因素分为以下三个方面：该部位发生故障的频率、即“故障频度”(A₁)，该部位正常运行受外界环境影响的程度、即“环境影响”(A₂)，对该部位进行检修所需要的时间、即“检修时间”(A₃)，其中，在该缺陷中发生故障频率高的部位、受外界环境影响程度大的部位以及所需检修时间短的部位应该获得较高的检修优先级权重排序；

所述的检修优先级权重排序，主要是运用层次分析法，通过计算得到各待检修部位的优先级权重排序，具体包括以下步骤：

a对所有k个部位在“故障频度”(A₁)方面进行两两对比，得到该因素下B_i相对于B_j的对比数据x_ij(i，j＝1，2，…，k且i≠j)：若在A₁方面部位B_i比部位B_j检修优先级更高，则x_ij＞1，且x_ij的值越大表示部位B_i与部位B_j的优先级程度相差越大；若在A₁方面部位B_i与部位B_j优先级相同，则x_ij＝1；若在A₁方面部位B_j比部位B_i检修优先级更高，则x_ji＞1，对所有的i，j，有x_ij＝1/x_ji；用同样方法得到k个部位在A₂、A₃方面的两两对比数据y_ij，z_ij；

b将x_ij，y_ij，z_ij组成A₁、A₂、A₃对各部位的判断矩阵：

分别计算得到X、Y、Z的最大特征根并计算其所对应的特征向 量ξ⁽¹⁾，ξ⁽²⁾，ξ⁽³⁾：

作归一化处理，得到A₁、A₂、A₃所分别对应的B₁、B₂…B_k等各部位的权重向量

其中i＝1，2，…，k，j＝1，2，3；

c由于具体地区以及实际使用情况的差异，需确定各部位检修排序的决策过程中A₁，A₂，A₃三因素的相对重要程度；再次使用步骤(b)所示方法，得到A₁，A₂，A₃重要程度的两两对比数据p_ij(i，j＝1，2，3且i≠j)并建立相应的判断矩阵P：

并使用上一步同样的方法得到A₁、A₂、A₃对应的权重向量W_A：

d根据以下公式计算出B₁、B₂…B_k各部位的最终权重向量W：

其中w_i(i＝1，2，…，k)代表部位B_i的最终权重，权重越大则表示该部位的检修优先级越高，各部位最终权重由大到小的顺序即为本方法得到的消缺最终优化排序。

2.根据权利要求1所述的针对继电保护消缺步骤的优化方法，其特征在于所述的检修优先级权重排序，是通过各部位在A₁、A₂、A₃三方面具体数据的对比，即每个部位都有具体的故障频率(A₁)；它主要是根据具体情况直接计算出该条件下各部位的权重向 量，包括：对于“故障频度”(A₁)因素，若B₁、B₂…B_k各部位有其对应的故障次数为 且由于故障次数与相应权重成正比，所以直接对故障次数归一化即可得权重向量，即A₁对应的各部位权重向最

若具体数据与所求权重成反比，如“检修时间”(A₃)，对整个消缺过程来说，该时间越长则越不利于缩短消缺时间，各部位的其他条件相同的情况下，时间越短的部位优先级应该更高，权重更人；若B₁、B₂…B_k各部位具对应的检修时间为且将各部位检修时间的倒数归一化即可得到A₃对应的各部位权重向量

3.根据权利要求1所述的针对继电保护消缺步骤的优化方法，其特征在于所述的检修优先级权重排序，是通过各部位在A₁、A₂、A₃三方面定性条件的对比，它是先将该影响因素按照影响程度分级，其分级原则为越有利于缩短消缺时间则等级越高，包括：对于“运行环境”(A₂)因素，在恶劣天气下的室外器件的故障几率明显大于室内器件，则提高室外器件检查的优先级可以有效的缩短整体消缺时间，故运行环境越差其等级越高；

各待查部位按照其运行情况确定等级后，再根据不同等级进行对比来确定相应的判断矩阵数据，包括：部位B_i的“运行环境”等级为3，部位B_j的“运行环境”等级也为3，则两部位在该因素的对比中重要性相同，y_ij＝1；若B_i的等级比B_j的等级高，则显然y_ij＞1；对比时可以采用在层次分析法中较为常用的1-9标度法：即数字从1至9分别依次表示同等重要、稍微重要直至极端重要，对比中可以按照实际情况取1至9之间的整数。