CN107133674B - 一种确定换流阀整体状态的方法和系统 - Google Patents

一种确定换流阀整体状态的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种确定换流阀整体状态的方法和系统，所述方法包括：建立确定换流阀整体状态的模型，定义换流阀整体状态的等级，确定所述模型的因素层和指标层；应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重；应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态；应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态。所述系统包括状态确定模型建立单元、指标权重确定单元、因素状态确定单元和状态等级确定单元。

Description

一种确定换流阀整体状态的方法和系统
技术领域
本发明涉及换流阀状态确定领域，并且更具体地，涉及一种确定换流阀整体状态的方法和系统。
背景技术
确定换流阀的状态是进行换流阀状态检修的基础。对运行中的换流阀健康状态进行准确有效地确定是当今国内外研究的热点问题之一，状态确定的关键是根据预防性试验得到的非破坏性指标量建立合理的状态确定模型，从而判断换流阀的运行状态。虽然国内外都积极开展了状态确定技术的研究，然而目前的状态确定方法多集中在定性上，没有更细致地进行相对优劣的划分，一直没有获得可靠准确的状态确定体系，不利于状态检修工作的实施。
发明内容
为了解决背景技术存在的无法对换流阀状态进行相对优劣划分的问题，本发明提供一种确定换流阀整体状态的方法，所述方法包括：
建立确定换流阀整体状态的模型，定义换流阀整体状态的等级，确定所述模型的因素层和指标层；
应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重；
应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态；
应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态。
优选地，所述因素层包括绝缘试验、运行试验、水冷系统试验以及附件和运检记录，所述指标层包括分别与因素层中每个因素相对应的各项具体指标，其中：
绝缘试验因素下的指标包括最小直流电压试验、功率器件过电流关断试验、最大电流连续运行能力试验、最大暂时过负荷运行能力试验、短路电流试验、故障旁路试验和功率模块抗干扰测试；
运行试验因素下的指标包括阀支架绝缘耐压试验和阀端间绝缘耐压试验；
水冷系统试验因素下的指标包括内冷水管路系统的压力试验、内冷水电导率测量、漏水报警和跳闸试验；
附件和运检记录因素下的指标包括换流阀的附件、换流阀的运行历史和换流阀的检修记录。
优选地，换流阀整体状态的等级包括优秀、良好、一般、劣化和严重五个。
优选地，应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重包括：
对属于因素层其中一个因素的各项具体指标，建立指标的判断矩阵；
计算所述判断矩阵的反对称矩阵；
由判断矩阵的反对称矩阵计算判断矩阵的总体标准差，如标准差均小于1，则表明判断矩阵合理，反之则需要调整判断矩阵；
计算反对称矩阵的平均阵；
计算平均阵的最优传递矩阵；
解析得到各项具体指标的权重。
优选地，应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态包括：
确定各项具体指标在不同状态等级对应的模糊区间；
建立各项具体指标在不同状态等级下，即不同模糊区间下的模糊隶属度函数，得到各项指标隶属函数的分布函数；
根据建立的模糊规则，结合各项指标的权重进行模糊综合评价以确定因素层中各个因素的状态。
优选地，应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态包括：
根据应用模糊综合评价法综合各项具体指标的状态而确定的因素层中各个因素的状态，确定证据推理决策模型中的原始基本概率分配；
在进行证据融合之前，确定各个因素的置信度系数，并修正原始基本概率分配；
根据证据推理法中的证据合成算法公式，执行证据合成计算，确定换流阀整体状态评价等级的综合概率分配；
根据证据推理决策准则，确定换流阀整体状态评价等级的判定结果。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种确定换流阀整体状态的系统，所述系统包括：
状态确定模型建立单元，其用于建立确定换流阀整体状态的模型，定义换流阀整体状态的等级，确定所述模型的因素层和指标层；
指标权重确定单元，其用于应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重；
因素状态确定单元，其用于应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态；
状态等级确定单元，其用于应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态的等级。
优选地，所述状态确定模型建立单元中的因素层包括绝缘试验、运行试验、水冷系统试验以及附件和运检记录，所述指标层包括分别与因素层中每个因素相对应的各项具体指标，其中：
绝缘试验因素下的指标包括最小直流电压试验、功率器件过电流关断试验、最大电流连续运行能力试验、最大暂时过负荷运行能力试验、短路电流试验、故障旁路试验和功率模块抗干扰测试；
运行试验因素下的指标包括阀支架绝缘耐压试验和阀端间绝缘耐压试验；
水冷系统试验因素下的指标包括内冷水管路系统的压力试验、内冷水电导率测量、漏水报警和跳闸试验；
附件和运检记录因素下的指标包括换流阀的附件、换流阀的运行历史和换流阀的检修记录。
优选地，状态等级确定单元确定的换流阀整体状态的等级包括优秀、良好、一般、劣化和严重五个。
优选地，指标权重确定单元应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重包括：
对属于因素层其中一个因素的各项具体指标，建立指标的判断矩阵；
计算所述判断矩阵的反对称矩阵；
由判断矩阵的反对称矩阵计算判断矩阵的总体标准差，如标准差均小于1，则表明判断矩阵合理，反之则需要调整判断矩阵；
计算反对称矩阵的平均阵；
计算平均阵的最优传递矩阵；
解析得到各项具体指标的权重。
优选地，因素状态确定单元应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态包括：
确定各项具体指标在不同状态等级对应的模糊区间；
建立各项具体指标在不同状态等级下，即不同模糊区间下的模糊隶属度函数，得到各项指标隶属函数的分布函数；
根据建立的模糊规则，结合各项指标的权重进行模糊综合评价以确定因素层中各个因素的状态。
优选地，状态等级确定单元应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态的等级包括：
根据应用模糊综合评价法综合各项具体指标的状态而确定的因素层中各个因素的状态，确定证据推理决策模型中的原始基本概率分配；
在进行证据融合之前，确定各个因素的置信度系数，并修正原始基本概率分配；
根据证据推理法中的证据合成算法公式，执行证据合成计算，确定换流阀整体状态评价等级的综合概率分配；
根据证据推理决策准则，确定换流阀整体状态评价等级的判定结果。
本发明所提供的技术方案与现有技术相比，不完全依赖专家经验，将换流阀的状态确定看成是一个多属性决策问题，从绝缘试验、运行试验、水冷系统试验、附件及运检记录四个方面来衡量换流阀的状态，利用多因素进行证据融合，可信度较高，最终得到的状态的结论清晰、准确，从而能够及时掌握换流阀的运行状态，在实际应用中，对减小设备事故发生几率、提高电网安全运行水平，具有十分重要的实际意义。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1是本发明具体实施方式的确定换流阀整体状态的方法的流程图；
图2是本发明具体实施方式的确定换流阀整体状态的系统的结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1是本发明具体实施方式的确定换流阀整体状态的方法的流程图。如图1所示，本发明所述的确定换流阀整体状态的方法从步骤101开始。
在步骤101，建立确定换流阀整体状态的模型，定义换流阀整体状态的等级，确定所述模型的因素层和指标层；
在步骤102，应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重；
在步骤103，应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态；
在步骤104，应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态。
优选地，所述因素层包括绝缘试验、运行试验、水冷系统试验以及附件和运检记录，所述指标层包括分别与因素层中每个因素相对应的各项具体指标，其中：
绝缘试验因素下的指标包括最小直流电压试验、功率器件过电流关断试验、最大电流连续运行能力试验、最大暂时过负荷运行能力试验、短路电流试验、故障旁路试验和功率模块抗干扰测试；
运行试验因素下的指标包括阀支架绝缘耐压试验和阀端间绝缘耐压试验；
水冷系统试验因素下的指标包括内冷水管路系统的压力试验、内冷水电导率测量、漏水报警和跳闸试验；
附件和运检记录因素下的指标包括换流阀的附件、换流阀的运行历史和换流阀的检修记录。
优选地，换流阀整体状态的等级包括优秀、良好、一般、劣化和严重五个。
优选地，应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重包括：
对属于因素层其中一个因素的各项具体指标，建立指标的判断矩阵；
计算所述判断矩阵的反对称矩阵；
由判断矩阵的反对称矩阵计算判断矩阵的总体标准差，如标准差均小于1，则表明判断矩阵合理，反之则需要调整判断矩阵；
计算反对称矩阵的平均阵；
计算平均阵的最优传递矩阵；
解析得到各项具体指标的权重。
优选地，应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态包括：
确定各项具体指标在不同状态等级对应的模糊区间；
建立各项具体指标在不同状态等级下，即不同模糊区间下的模糊隶属度函数，得到各项指标隶属函数的分布函数；
根据建立的模糊规则，结合各项指标的权重进行模糊综合评价以确定因素层中各个因素的状态。
优选地，应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态包括：
根据应用模糊综合评价法综合各项具体指标的状态而确定的因素层中各个因素的状态，确定证据推理决策模型中的原始基本概率分配；
在进行证据融合之前，确定各个因素的置信度系数，并修正原始基本概率分配；
根据证据推理法中的证据合成算法公式，执行证据合成计算，确定换流阀整体状态评价等级的综合概率分配；
根据证据推理决策准则，确定换流阀整体状态评价等级的判定结果。
图2是本发明具体实施方式的确定换流阀整体状态的系统的结构图。如图2所示，本发明所述的确定换流阀整体状态的系统200包括状态确定模型建立单元201、指标权重确定单元202、因素状态确定单元203和状态等级确定单元204。
状态确定模型建立单元201，其用于建立确定换流阀整体状态的模型，定义换流阀整体状态的等级，确定所述模型的因素层和指标层；
指标权重确定单元202，其用于应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重；
因素状态确定单元203，其用于应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态；
状态等级确定单元204，其用于应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态的等级。
优选地，所述状态确定模型建立单元201中的因素层包括绝缘试验、运行试验、水冷系统试验以及附件和运检记录，所述指标层包括分别与因素层中每个因素相对应的各项具体指标，其中：
绝缘试验因素下的指标包括最小直流电压试验、功率器件过电流关断试验、最大电流连续运行能力试验、最大暂时过负荷运行能力试验、短路电流试验、故障旁路试验和功率模块抗干扰测试；
运行试验因素下的指标包括阀支架绝缘耐压试验和阀端间绝缘耐压试验；
水冷系统试验因素下的指标包括内冷水管路系统的压力试验、内冷水电导率测量、漏水报警和跳闸试验；
附件和运检记录因素下的指标包括换流阀的附件、换流阀的运行历史和换流阀的检修记录。
优选地，状态等级确定单元204确定的换流阀整体状态的等级包括优秀、良好、一般、劣化和严重五个。
优选地，指标权重确定单元202应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重包括：
对属于因素层其中一个因素的各项具体指标，建立指标的判断矩阵；
计算所述判断矩阵的反对称矩阵；
由判断矩阵的反对称矩阵计算判断矩阵的总体标准差，如标准差均小于1，则表明判断矩阵合理，反之则需要调整判断矩阵；
计算反对称矩阵的平均阵；
计算平均阵的最优传递矩阵；
解析得到各项具体指标的权重。
优选地，因素状态确定单元203应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态包括：
确定各项具体指标在不同状态等级对应的模糊区间；
建立各项具体指标在不同状态等级下，即不同模糊区间下的模糊隶属度函数，得到各项指标隶属函数的分布函数；
根据建立的模糊规则，结合各项指标的权重进行模糊综合评价以确定因素层中各个因素的状态。
优选地，状态等级确定单元204应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态的等级包括：
根据应用模糊综合评价法综合各项具体指标的状态而确定的因素层中各个因素的状态，确定证据推理决策模型中的原始基本概率分配；
在进行证据融合之前，确定各个因素的置信度系数，并修正原始基本概率分配；
根据证据推理法中的证据合成算法公式，执行证据合成计算，确定换流阀整体状态评价等级的综合概率分配；
根据证据推理决策准则，确定换流阀整体状态评价等级的判定结果。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该【装置、组件等】”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (6)

1.一种确定换流阀整体状态的方法，其特征在于，所述方法包括：
建立确定换流阀整体状态的模型，定义换流阀整体状态的等级，确定所述模型的因素层和指标层，所述因素层包括绝缘试验、运行试验、水冷系统试验以及附件和运检记录，所述指标层包括分别与因素层中每个因素相对应的各项具体指标，其中：
绝缘试验因素下的指标包括最小直流电压试验、功率器件过电流关断试验、最大电流连续运行能力试验、最大暂时过负荷运行能力试验、短路电流试验、故障旁路试验和功率模块抗干扰测试；
运行试验因素下的指标包括阀支架绝缘耐压试验和阀端间绝缘耐压试验；
水冷系统试验因素下的指标包括内冷水管路系统的压力试验、内冷水电导率测量、漏水报警和跳闸试验；
附件和运检记录因素下的指标包括换流阀的附件、换流阀的运行历史和换流阀的检修记录；
应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重；
应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态,其包括：
确定各项具体指标在不同状态等级对应的模糊区间；
建立各项具体指标在不同状态等级下，即不同模糊区间下的模糊隶属度函数，得到各项指标隶属函数的分布函数；
根据建立的模糊规则，结合各项指标的权重进行模糊综合评价以确定因素层中各个因素的状态；
应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态，其中：
根据应用模糊综合评价法综合各项具体指标的状态而确定的因素层中各个因素的状态，确定证据推理决策模型中的原始基本概率分配；
在进行证据融合之前，确定各个因素的置信度系数，并修正原始基本概率分配；
根据证据推理法中的证据合成算法公式，执行证据合成计算，确定换流阀整体状态评价等级的综合概率分配；
根据证据推理决策准则，确定换流阀整体状态评价等级的判定结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，换流阀整体状态的等级包括优秀、良好、一般、劣化和严重五个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重包括：
对属于因素层其中一个因素的各项具体指标，建立指标的判断矩阵；
计算所述判断矩阵的反对称矩阵；
由判断矩阵的反对称矩阵计算判断矩阵的总体标准差，如标准差均小于1，则表明判断矩阵合理，反之则需要调整判断矩阵；
计算反对称矩阵的平均阵；
计算平均阵的最优传递矩阵；
解析得到各项具体指标的权重。
4.一种确定换流阀整体状态的系统，其特征在于，所述系统包括：
状态确定模型建立单元，其用于建立确定换流阀整体状态的模型，定义换流阀整体状态的等级，确定所述模型的因素层和指标层，所述因素层包括绝缘试验、运行试验、水冷系统试验以及附件和运检记录，所述指标层包括分别与因素层中每个因素相对应的各项具体指标，其中：
绝缘试验因素下的指标包括最小直流电压试验、功率器件过电流关断试验、最大电流连续运行能力试验、最大暂时过负荷运行能力试验、短路电流试验、故障旁路试验和功率模块抗干扰测试；
运行试验因素下的指标包括阀支架绝缘耐压试验和阀端间绝缘耐压试验；
水冷系统试验因素下的指标包括内冷水管路系统的压力试验、内冷水电导率测量、漏水报警和跳闸试验；
附件和运检记录因素下的指标包括换流阀的附件、换流阀的运行历史和换流阀的检修记录；
指标权重确定单元，其用于应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重；
因素状态确定单元，其用于应用模糊综合评价法综合与因素层中各个因素相对应的各项具体指标的状态以确定因素层中各个因素的状态，其包括：
确定各项具体指标在不同状态等级对应的模糊区间；
建立各项具体指标在不同状态等级下，即不同模糊区间下的模糊隶属度函数，得到各项指标隶属函数的分布函数；
根据建立的模糊规则，结合各项指标的权重进行模糊综合评价以确定因素层中各个因素的状态；
状态等级确定单元，其用于应用证据推理法整合各个因素的状态以确定换流阀的整体状态的等级，其中：
根据应用模糊综合评价法综合各项具体指标的状态而确定的因素层中各个因素的状态，确定证据推理决策模型中的原始基本概率分配；
在进行证据融合之前，确定各个因素的置信度系数，并修正原始基本概率分配；
根据证据推理法中的证据合成算法公式，执行证据合成计算，确定换流阀整体状态评价等级的综合概率分配；
根据证据推理决策准则，确定换流阀整体状态评价等级的判定结果。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，状态等级确定单元确定的换流阀整体状态的等级包括优秀、良好、一般、劣化和严重五个。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，指标权重确定单元应用层次分析法确定指标层中各项具体指标的权重包括：
对属于因素层其中一个因素的各项具体指标，建立指标的判断矩阵；
计算所述判断矩阵的反对称矩阵；
由判断矩阵的反对称矩阵计算判断矩阵的总体标准差，如标准差均小于1，则表明判断矩阵合理，反之则需要调整判断矩阵；
计算反对称矩阵的平均阵；
计算平均阵的最优传递矩阵；
解析得到各项具体指标的权重。
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