CN103985062B - 一种配电网主设备状态检修综合评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种配电网主设备状态检修综合评价方法，包括以下步骤：确定配电网主设备的状态指标；得到状态指标的权重；确定状态指标的评价标准；对配电网主设备状态和检修策略进行综合评价。本发明提供的配电网主设备状态检修综合评价方法，对《评价导则》中所建立的指标，从安全性、可靠性以及经济性等多个角度进行完善和补充，并应用联合分析法对所构建的指标中指标权重进行分析，以提供更为丰富的、准确的信息辅助工作人员制定更加科学合理的检修策略。

Description

一种配电网主设备状态检修综合评价方法

技术领域

本发明涉及一种评价方法，具体讲涉及一种配电网主设备状态检修综合评价方法。

背景技术

国家电网公司于2011年7月颁布了《配网设备状态评价导则》(以下简称《评价导则》)，《评价导则》将10KV配网中的设备分为七类，并明确了这7类设备的状态评价方法。《评价导则》所采用的评价体系立足于当前中国配网状态检修工作实际情况，所采用的评价方法简单易行，使得配网设备评价工作有规可循。但是，《评价导则》还存在以下问题需完善：

(1)指标体系不够全面

电网资产日益老旧，更新和维护成本越来越高，设备检修工作已逐步纳入资产全生命周期管理工作中，因而对设备检修策略的选择不仅需要基于设备的技术状态，还需考虑检修策略的经济性、安全性等因素。《评价导则》所设计的指标体系仅仅能提供设备技术状态的信息，因而需对评价指标进行丰富和补充，以提供更多的信息辅助工作人员进行检修策略的决策。

(2)评价方法存在不足之处

《评价导则》中对部件的评分没有考虑状态量的权重的差异，这显然是不符合实际情况的。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种配电网主设备状态检修综合评价方法，对《评价导则》中所建立的指标，从安全性、可靠性以及经济性等多个角度进行完善和补充，并应用联合分析法对所构建的指标中指标权重进行分析，以提供更为丰富的、准确的信息辅助工作人员制定更加科学合理的检修策略。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种配电网主设备状态检修综合评价方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定配电网主设备的状态指标；

步骤2：得到状态指标的权重；

步骤3：确定状态指标的评价标准；

步骤4：对配电网主设备状态和检修策略进行综合评价。

所述步骤1中，状态指标包括健康状态指标、安全状态指标和经济状态指标。

所述健康状态指标是通过对配电网主设备状态量的综合评价得到配电网主设备当前的健康分值；所述安全状态指标是在配电网主设备当前健康状态下采取不同检修策略对配电网供电安全的影响；所述经济状态指标量化不同检修策略造成的停电损失和检修费用。

所述安全状态指标由能量损失、能量损失风险、用户时户数损失和用户时户数损失风险共四个指标构成。

所述能量损失、能量损失风险、用户时户数损失和用户时户数损失风险分别用 和表示，具体有：

$F_E^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}^k}{\mathrm{\Σ}}{P}_i*{T_i}^k*w_i---\left(1\right)$

$E_E^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}^k}{\mathrm{\Σ}}{{\mathrm{\λ}}_i^k*P}_i*{T_i}^k*w_i---\left(2\right)$

$F_C^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}^k}{\mathrm{\Σ}}{T_i}^k*r_i*w_i---\left(3\right)$

$E_C^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}^k}{\mathrm{\Σ}}{{\mathrm{\λ}}_i^k*r}_i*w_i*{T_i}^k---\left(4\right)$

其中，为采取第k种检修策略时失电节点集合，P_i为节点i的负荷，T_i ^k为采取第k种检修策略时节点i的停电时间，w_i为节点i的负荷等级权重，为采取第k种检修策略时节点i的停电概率；r_i为节点i上的用户户数。

所述经济状态指标由检修费用、检修费用风险、停电损失和停电损失风险共四个指标构成；所述停电损失包括电网售电损失和用户停电损失。

所述检修费用、检修费用风险分别用和表示，具体有：

$C_M^k=C_h^k\left(x\right)+C_p^k\left(x\right)---\left(5\right)$

$E_M^k=\mathrm{\φ}*C_M^k---\left(6\right)$

其中，和分别为基于配电网主设备当前健康状况所采取第k类检修策略时所需的人工费用和材料费用；φ为配电网设备检修概率，采取计划检修方式时，φ＝1；采取故障后修复方式时，φ＝u(x)；μ(x)表示配电网主设备故障率与其健康分值x之间的指数函数关系，具体有：

μ(x)＝Ae^Bx+C (7)

$A=\frac{{[\mathrm{\μ}\left(0.5\right)-\mathrm{\μ}\left(0\right)]}^2}{\mathrm{\μ}\left(1\right)-2\mathrm{\μ}\left(0.5\right)+\mathrm{\μ}\left(0\right)}---\left(8\right)$

$B=2\ln \left(\frac{\mathrm{\μ}\left(0.5\right)+A-\mathrm{\μ}\left(0\right)}{A}\right)---\left(9\right)$

C＝μ(0)-A (10)

其中，μ(0.5)表示配电网主设备平均故障率，μ(0)和μ(1)分别表示配电网主设备处于最佳健康状态和最差健康状态时所对应的故障率，μ(0.5)、μ(0)和μ(1)通过查询历史记录获得，从而得到中间量A、B和C的值；

电网售电损失、用户停电损失和停电损失风险分别用和表示；具体有：

$C_G^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}}{\mathrm{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{P_i}^j*{\mathrm{\δ}}_j*{T_i}^k---\left(11\right)$

$C_U^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}}{\mathrm{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{f}_j(U,T,\mathrm{\ΔT},\mathrm{\η})*{P_i}^j---\left(12\right)$

$E_p^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}}{\mathrm{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\δ}}_j*{T_i}^k+f_j(U,T,\mathrm{\ΔT},\mathrm{\η}))*{P_i}^j*{\mathrm{\λ}}_i^k---\left(13\right)$

L为用户总类数，P_i ^j为节点i上第j类用户负荷总和；δ_j为第j类用户的销售电价；T_i ^k为采取第k种检修策略时节点i的停电时间；

f_j为第j类用户的停电损失，受到用户类别U、停电持续时间T、停电提前通知时间ΔT和停电比率η影响，f_j(U,T,ΔT,η)函数通过分类用户调查方法获得。

所述步骤2中，应用联合分析法，通过专家打分方式得到状态指标的权重；具体包括以下步骤：

步骤2-1：应用正交试验设计具备不同属性水平的调查卡片；

步骤2-2：邀请至少15名以上领域专家对调查卡片进行打分；

步骤2-3：应用最小二乘法对专家打分结果进行拟合，并对其结果的有效性进行校验；

步骤2-4：得到健康状态指标、安全状态指标和经济状态指标各自的权重。

所述步骤3中，通过专家调查问卷方式得到配电网主设备状态指标的评价标准。

所述步骤4中，输入配电网主设备各项状态量信息，应用确定的状态指标和评价标准，对配电网主设备的状态和检修策略进行综合评价，辅助工作人员进行决策。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

用户在对设备状态进行评价时，不仅能够通过健康状态指标了解设备可靠性情况，还能够通过安全状态指标得到采取不同检修策略时对配电网供电安全的影响，通过经济状态指标得到取不同检修策略所造成的经济影响。综合这三方面的指标去考量检修策略的优劣将会有利于辅助使用者做出更加合理的检修决策；另外形成了具有参考意义和指导意义的评价规范，对现行的《评价导则》进行完善和补充。

附图说明

图1是配电网主设备状态指标评价体系结构图；

图2是配电网主设备三个状态指标之间的关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种配电网主设备状态检修综合评价方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定配电网主设备的状态指标；

步骤2：得到状态指标的权重；

步骤3：确定状态指标的评价标准；

步骤4：对配电网主设备状态和检修策略进行综合评价。

如图1和图2，状态指标包括健康状态指标、安全状态指标和经济状态指标。健康状态指标是通过对配电网主设备状态量的综合评价得到配电网主设备当前的健康分值；所述安全状态指标是在配电网主设备当前健康状态下采取不同检修策略对配电网供电安全的影响；所述经济状态指标量化不同检修策略造成的停电损失和检修费用。

所述安全状态指标由能量损失、能量损失风险、用户时户数损失和用户时户数损失风险共四个指标构成。

所述能量损失、能量损失风险、用户时户数损失和用户时户数损失风险分别用 和表示，具体有：

$F_E^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}^k}{\mathrm{\Σ}}{P}_i*{T_i}^k*w_i---\left(1\right)$

$E_E^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}^k}{\mathrm{\Σ}}{{\mathrm{\λ}}_i^k*P}_i*{T_i}^k*w_i---\left(2\right)$

$F_C^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}^k}{\mathrm{\Σ}}{T_i}^k*r_i*w_i---\left(3\right)$

$E_C^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}^k}{\mathrm{\Σ}}{{\mathrm{\λ}}_i^k*r}_i*w_i*{T_i}^k---\left(4\right)$

其中，为采取第k种检修策略时失电节点集合，P_i为节点i的负荷，T_i ^k为采取第k种检修策略时节点i的停电时间，w_i为节点i的负荷等级权重，为采取第k种检修策略时节点i的停电概率；r_i为节点i上的用户户数。

所述经济状态指标由检修费用、检修费用风险、停电损失和停电损失风险共四个指标构成；所述停电损失包括电网售电损失和用户停电损失。

所述检修费用、检修费用风险分别用和表示，具体有：

$C_M^k=C_h^k\left(x\right)+C_p^k\left(x\right)---\left(5\right)$

$E_M^k=\mathrm{\φ}*C_M^k---\left(6\right)$

其中，和分别为基于配电网主设备当前健康状况所采取第k类检修策略时所需的人工费用和材料费用；φ为配电网设备检修概率，采取计划检修方式时，φ＝1；采取故障后修复方式时，φ＝u(x)；μ(x)表示配电网主设备故障率与其健康分值x之间的指数函数关系，具体有：

μ(x)＝Ae^Bx+C (7)

$A=\frac{{[\mathrm{\μ}\left(0.5\right)-\mathrm{\μ}\left(0\right)]}^2}{\mathrm{\μ}\left(1\right)-2\mathrm{\μ}\left(0.5\right)+\mathrm{\μ}\left(0\right)}---\left(8\right)$

$B=2\ln \left(\frac{\mathrm{\μ}\left(0.5\right)+A-\mathrm{\μ}\left(0\right)}{A}\right)---\left(9\right)$

C＝μ(0)-A (10)

其中，μ(0.5)表示配电网主设备平均故障率，μ(0)和μ(1)分别表示配电网主设备处于最佳健康状态和最差健康状态时所对应的故障率，μ(0.5)、μ(0)和μ(1)通过查询历史记录获得，从而得到中间量A、B和C的值；

电网售电损失、用户停电损失和停电损失风险分别用和表示；具体有：

$C_G^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}}{\mathrm{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{P_i}^j*{\mathrm{\δ}}_j*{T_i}^k---\left(11\right)$

$C_U^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}}{\mathrm{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{f}_j(U,T,\mathrm{\ΔT},\mathrm{\η})*{P_i}^j---\left(12\right)$

$E_p^k=\underset{i\∈N_{\mathrm{FL}}}{\mathrm{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\δ}}_j*{T_i}^k+f_j(U,T,\mathrm{\ΔT},\mathrm{\η}))*{P_i}^j*{\mathrm{\λ}}_i^k---\left(13\right)$

L为用户总类数，P_i ^j为节点i上第j类用户负荷总和；δ_j为第j类用户的销售电价；T_i ^k为采取第k种检修策略时节点i的停电时间；

f_j为第j类用户的停电损失，受到用户类别U、停电持续时间T、停电提前通知时间ΔT和停电比率η影响，f_j(U,T,ΔT,η)函数通过分类用户调查方法获得。

所述步骤2中，应用联合分析法，通过专家打分方式得到状态指标的权重；具体包括以下步骤：

步骤2-1：应用正交试验设计具备不同属性水平的调查卡片；

步骤2-2：邀请至少15名以上领域专家对调查卡片进行打分；

步骤2-3：应用最小二乘法对专家打分结果进行拟合，并对其结果的有效性进行校验；

步骤2-4：得到健康状态指标、安全状态指标和经济状态指标各自的权重。

所述步骤3中，通过专家调查问卷方式得到配电网主设备状态指标的评价标准。

所述步骤4中，输入配电网主设备各项状态量信息，应用确定的状态指标和评价标准，对配电网主设备的状态和检修策略进行综合评价，辅助工作人员进行决策。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种配电网主设备状态检修综合评价方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定配电网主设备的状态指标；

步骤2：得到状态指标的权重；

步骤3：确定状态指标的评价标准；

步骤4：对配电网主设备状态和检修策略进行综合评价；所述步骤1中，状态指标包括健康状态指标、安全状态指标和经济状态指标；

所述健康状态指标是通过对配电网主设备状态量的综合评价得到配电网主设备当前的健康分值；所述安全状态指标是在配电网主设备当前健康状态下采取不同检修策略对配电网供电安全的影响；所述经济状态指标量化不同检修策略造成的停电损失和检修费用；

所述安全状态指标由能量损失、能量损失风险、停电时户数损失和停电时户数损失风险共四个指标构成；

所述能量损失、能量损失风险、停电时户数损失和停电时户数损失风险分别用 和表示，具体有：

$F_E^k=\underset{i\∈N_{FL}^k}{\Σ}{P}_i*T_i^k*w_i---\left(1\right)$

$E_E^k=\underset{i\∈N_{FL}^k}{\Σ}{\mathrm{\λ}}_i^k*P_i*T_i^k*w_i---\left(2\right)$

$F_C^k=\underset{i\∈N_{FL}^k}{\Σ}{T}_i^k*r_i*w_i---\left(3\right)$

$E_C^k=\underset{i\∈N_{FL}^k}{\Σ}{\mathrm{\λ}}_i^k*r_i*w_i*T_i^k---\left(4\right)$

其中，为采取第k种检修策略时失电节点集合，P_i为节点i的负荷，为采取第k种检修策略时节点i的停电时间，w_i为节点i的负荷等级权重，为采取第k种检修策略时节点i的停电概率；r_i为节点i上的用户户数。

2.根据权利要求1所述的配电网主设备状态检修综合评价方法，其特征在于：所述经济状态指标由检修费用、检修费用风险、停电损失和停电损失风险共四个指标构成；所述停电损失包括电网售电损失和用户停电损失。

3.根据权利要求2所述的配电网主设备状态检修综合评价方法，其特征在于：所述检修费用、检修费用风险分别用和表示，具体有：

$C_M^k=C_h^k\left(x\right)+C_p^k\left(x\right)---\left(5\right)$

$E_M^k=\mathrm{\φ}*C_M^k---\left(6\right)$

其中，和分别为基于配电网主设备当前健康状况所采取第k类检修策略时所需的人工费用和材料费用；φ为配电网设备检修概率，采取计划检修方式时，φ＝1；采取故障后修复方式时，φ＝u(x)；μ(x)表示配电网主设备故障率与其健康分值x之间的指数函数关系，具体有：

μ(x)＝Ae^Bx+C (7)

$A=\frac{{\[\mathrm{\μ}\left(0.5\right)-\mathrm{\μ}\left(0\right)\]}^2}{\mathrm{\μ}\left(1\right)-2\mathrm{\μ}\left(0.5\right)+\mathrm{\μ}\left(0\right)}---\left(8\right)$

$B=2ln\left(\frac{\mathrm{\μ}\left(0.5\right)+A-\mathrm{\μ}\left(0\right)}{A}\right)---\left(9\right)$

C＝μ(0)-A (10)

其中，μ(0.5)表示配电网主设备平均故障率，μ(0)和μ(1)分别表示配电网主设备处于最佳健康状态和最差健康状态时所对应的故障率，μ(0.5)、μ(0)和μ(1)通过查询历史记录获得，从而得到中间量A、B和C的值；

电网售电损失、用户停电损失和停电损失风险分别用和表示；具体有：

$C_G^k=\underset{i\∈N_{FL}^k}{\Σ}\underset{j=1}{\overset{L}{\Σ}}{P}_i^j*{\mathrm{\δ}}_j*T_i^k---\left(11\right)$

$C_U^k=\underset{i\∈N_{FL}^k}{\Σ}\underset{j=1}{\overset{L}{\Σ}}{f}_j(U,T,\mathrm{\Δ}T,\mathrm{\η})*P_i^j---\left(12\right)$

$E_p^k=\underset{i\∈N_{FL}^k}{\Σ}\underset{j=1}{\overset{L}{\Σ}}{({\mathrm{\δ}}_j*T_i^k+f_j(U,T,\mathrm{\Δ}T,\mathrm{\η}\left)\right)}_i*P_i^j*{\mathrm{\λ}}_i^k---\left(13\right)$

L为用户总类数，为节点i上第j类用户负荷总和；δ_j为第j类用户的销售电价；为采取第k种检修策略时节点i的停电时间；

f_j为第j类用户的停电损失，受到用户类别U、停电持续时间T、停电提前通知时间ΔT和停电比率η影响，f_j(U,T,ΔT,η)函数通过分类用户调查方法获得。

4.根据权利要求1所述的配电网主设备状态检修综合评价方法，其特征在于：所述步骤2中，应用联合分析法，通过专家打分方式得到状态指标的权重；具体包括以下步骤：

步骤2-1：应用正交试验设计具备不同属性水平的调查卡片；

步骤2-2：邀请至少15名以上领域专家对调查卡片进行打分；

步骤2-3：应用最小二乘法对专家打分结果进行拟合，并对其结果的有效性进行校验；

步骤2-4：得到健康状态指标、安全状态指标和经济状态指标各自的权重。

5.根据权利要求1所述的配电网主设备状态检修综合评价方法，其特征在于：所述步骤3中，通过专家调查问卷方式得到配电网主设备状态指标的评价标准。

6.根据权利要求1所述的配电网主设备状态检修综合评价方法，其特征在于：所述步骤4中，输入配电网主设备各项状态量信息，应用确定的状态指标和评价标准，对配电网主设备的状态和检修策略进行综合评价，辅助工作人员进行决策。