CN110209996A - 一种用于评价继电保护装置的健康水平的方法及系统 - Google Patents

一种用于评价继电保护装置的健康水平的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于评价继电保护装置的健康水平的方法及系统，包括：建立继电保护健康水平评价指标体系；根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重；根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价。本发明考虑了继电保护的特点，能够从多个角度评价继电保护健康水平状态；考虑了评价指标重要性不同的问题，并在此基础上采用了3标度层次分析法确定各个评价指标的权重，使得评价结果更加可信；能够实现对继电保护装置的运行维护情况的整体掌控，对全面且客观地评价继电保护装置的健康水平状态具有重要的意义。

Description

一种用于评价继电保护装置的健康水平的方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，并且更具体地，涉及一种用于评价继电保护装置的健康水平的方法及系统。
背景技术
继电保护装置作为保障电网安全运行、防止灾难性事故的发生的第一道防线，其可靠动作与电网安全稳定运行息息相关。确保继电保护装置的正常工作是保障电网安全稳定运行的重要内容之一。当电网发生故障时，如果继电保护装置不能正确动作，不仅可能会致使故障扩大，甚至可能会因不良的连锁反应而造成整个电网崩溃，导致大面积停电，给人们的正常生活、经济发展及社会稳定带来严重影响。继电保护健康水平状态与其运行情况和维护情况均有关联，较为全面地考虑继电保护健康水平的影响要素具有重要意义。继电保护具有如下特点：1.继电保护的首要任务是保障电网的安全稳定运行，当被保护的一次设备发生故障时，继电保护设备应能正确、快速地实现其功能价值；2.继电保护在无一次设备故障的情况仍应保持可靠的运行状态，为接下来可能出现的一次设备故障做好准备；3.继电保护的维护情况直接影响运行状态。
随着电网规模的不断扩大，电网结构愈发复杂，为加强对继电保护运行维护情况的整体掌控，全面且客观地评价继电保护健康水平状态，有必要提出一种评价继电保护装置的健康水平状态的方法。
发明内容
本发明提出一种用于评价继电保护装置的健康水平的方法及系统，以解决如何对继电保护装置的健康水平状态进行评价的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于评价继电保护装置的健康水平的方法，其特征在于，所述方法包括：
建立继电保护健康水平评价指标体系；
根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重；
根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价。
优选地，其中所述继电保护健康水平评价指标体系包括：功能实现能力评价子体系、设备可靠程度评价子体系和维修效率评价子体系；
所述功能实现能力评价指标子体系中的评价指标，包括：正确动作率、故障快速切除率、线路重合成功率和录波完好率中的至少一个；
所述设备可靠程度评价指标子体系中的评价指标，包括：一般缺陷率、严重缺陷率、危急缺陷率、损耗缺陷率、缺陷退运率、平均无故障运行时间、可达可用度和设备服役年龄指数中的至少一个；
所述维修效率评价指标子体系中的评价指标，包括：严重缺陷及时消缺率、危急缺陷及时消缺率、严重缺陷平均消缺时间、危急缺陷平均消缺时间、计划检修按时完成率和修复率中的至少一个。
优选地，其中所述根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重，包括：
根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值计算每个评价指标的重要度平均分值；
根据每个评价指标的重要度平均分值，按照3标度改进层次分析法的指标标度规则对评价指标基于重要程度进行排序，以获取不同评价指标间的重要程度比较的标度矩阵；
根据所述标度矩阵计算最优传递矩阵，并根据所述最优传递矩阵计算一致性矩阵；
计算所述一致性矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，并通过归一化所述特征向量确定每个评价指标的权重。
优选地，其中所述根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价，包括：
对所述继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据进行标准化处理，以获取每个评价指标的属性值；
根据每个评价指标的属性值和该评价指标的权重，计算每个评价指标的评分；
将所有评价指标的评分之和作为所述继电保护装置的健康水平评分，以用于根据所述继电保护装置的健康水平评分和预设的健康等级评判标准确定所述继电保护装置的健康等级。
优选地，其中所述方法还包括：
对于效益型的评价指标，即数值越大则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
对于成本型的评价指标，即数值越小则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
其中，g(xij)为第i个评价对象中的第j个评价指标的属性值；xij为第i个评价对象中的第j个评价指标的原始运行数据，xijmax为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最大值，xijmin为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最小值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于评价继电保护装置的健康水平的系统，其特征在于，所述系统包括：
评价指标体系建立单元，用于建立继电保护健康水平评价指标体系；
评价指标的权重确定单元，用于根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重；
健康水平评价单元，用于根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价。
优选地，其中所述继电保护健康水平评价指标体系包括：功能实现能力评价子体系、设备可靠程度评价子体系和维修效率评价子体系；
所述功能实现能力评价指标子体系中的评价指标，包括：正确动作率、故障快速切除率、线路重合成功率和录波完好率中的至少一个；
所述设备可靠程度评价指标子体系中的评价指标，包括：一般缺陷率、严重缺陷率、危急缺陷率、损耗缺陷率、缺陷退运率、平均无故障运行时间、可达可用度和设备服役年龄指数中的至少一个；
所述维修效率评价指标子体系中的评价指标，包括：严重缺陷及时消缺率、危急缺陷及时消缺率、严重缺陷平均消缺时间、危急缺陷平均消缺时间、计划检修按时完成率和修复率中的至少一个。
优选地，其中所述评价指标的权重确定单元，根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重，包括：
重要度平均分值计算模块，用于根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，计算每个评价指标的重要度平均分值；
标度矩阵获取模块，用于根据每个评价指标的重要度平均分值，按照3标度改进层次分析法的指标标度规则对评价指标基于重要程度进行排序，以获取不同评价指标间的重要程度比较的标度矩阵；
一致性矩阵算模块，用于根据所述标度矩阵计算最优传递矩阵，并根据所述最优传递矩阵计算一致性矩阵；
评价指标的权重确定模块，用于计算所述一致性矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，并通过归一化所述特征向量确定每个评价指标的权重。
优选地，其中所述健康水平评价单元，根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价，包括：
对所述继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据进行标准化处理，以获取每个评价指标的属性值；
根据每个评价指标的属性值和该评价指标的权重，计算每个评价指标的评分；
将所有评价指标的评分之和作为所述继电保护装置的健康水平评分，以用于根据所述继电保护装置的健康水平评分和预设的健康等级评判标准确定所述继电保护装置的健康等级。
优选地，其中所述评价指标的属性值获取模块，还包括：
对于效益型的评价指标，即数值越大则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
对于成本型的评价指标，即数值越小则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
其中，g(xij)为第i个评价对象中的第j个评价指标的属性值；xij为第i个评价对象中的第j个评价指标的原始运行数据，xijmax为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最大值，xijmin为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最小值。
本发明提供了一种用于评价继电保护装置的健康水平的方法及系统，包括：建立继电保护健康水平评价指标体系；根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重；根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，评价所述继电保护装置的健康水平。本发明选取具有代表意义的评价指标建立继电保护健康水平评价指标体系，该评价指标体系充分考虑了继电保护的特点，能够从多个角度评价继电保护健康水平状态；考虑了评价指标重要性不同的问题，并在此基础上采用了3标度层次分析法确定各个评价指标的权重，使得评价结果更加可信，具有广泛的应用前景；能够实现对继电保护装置的运行维护情况的整体掌控，对全面且客观地评价继电保护装置的健康水平状态具有重要的意义。
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为根据本发明实施方式的用于评价继电保护装置的健康水平的方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的继电保护健康水平评价指标体系的框架图；以及
图3为根据本发明实施方式的用于评价继电保护装置的健康水平的系统300的结构示意图。
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其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为根据本发明实施方式的用于评价继电保护装置的健康水平的方法100的流程图。如图1所示，本发明的实施方式提供的用于评价继电保护装置的健康水平的方法，选取具有代表意义的评价指标建立继电保护健康水平评价指标体系，该评价指标体系充分考虑了继电保护的特点，能够从多个角度评价继电保护健康水平状态；考虑了评价指标重要性不同的问题，并在此基础上采用了3标度层次分析法确定各个评价指标的权重，使得评价结果更加可信，具有广泛的应用前景；能够实现对继电保护装置的运行维护情况的整体掌控，对全面且客观地评价继电保护装置的健康水平状态具有重要的意义。本发明的实施方式提供的用于评价继电保护装置的健康水平的方法100从步骤101处开始，在步骤101建立继电保护健康水平评价指标体系。
优选地，其中所述继电保护健康水平评价指标体系包括：功能实现能力评价子体系、设备可靠程度评价子体系和维修效率评价子体系；
所述功能实现能力评价指标子体系中的评价指标，包括：正确动作率、故障快速切除率、线路重合成功率和录波完好率中的至少一个；
所述设备可靠程度评价指标子体系中的评价指标，包括：一般缺陷率、严重缺陷率、危急缺陷率、损耗缺陷率、缺陷退运率、平均无故障运行时间、可达可用度和设备服役年龄指数中的至少一个；
所述维修效率评价指标子体系中的评价指标，包括：严重缺陷及时消缺率、危急缺陷及时消缺率、严重缺陷平均消缺时间、危急缺陷平均消缺时间、计划检修按时完成率和修复率中的至少一个。
图2为根据本发明实施方式的继电保护健康水平评价指标体系的框架图。如图2所示，在本发明的实施方其中，以继电保护功能实现能力、设备可靠程度以及维修效率三个综合评价要素将继电保护健康水平评价这一评价目的进行细化分解。对应每个综合评价要素，遵循可获取性、可评价性、可对比性的原则，选取具有代表意义的基础评价指标建立继电保护健康水平评价指标体系。建立的继电保护健康水平评价指标体系包括：功能实现能力评价子体系、设备可靠程度评价子体系和维修效率评价子体系三方面。
其中，功能实现能力评价指标子体系中的评价指标，包括：正确动作率、故障快速切除率、线路重合成功率和录波完好率。
设备可靠程度评价指标子体系中的评价指标，包括：一般缺陷率、严重缺陷率、危急缺陷率、损耗缺陷率、缺陷退运率、平均无故障运行时间、可达可用度和设备服役年龄指数。
维修效率评价指标子体系中的评价指标，包括：严重缺陷及时消缺率、危急缺陷及时消缺率、严重缺陷平均消缺时间、危急缺陷平均消缺时间、计划检修按时完成率和修复率。
以下对各个评价指标进行解释说明
(1)正确动作率C11：属于功能实现能力评价指标，指继电保护正确动作次数与动作总次数的百分比，计算公式如下：
其中，nrpca为评价周期内保护设备正确动作次数，na为该保护设备评价周期内总动作次数。
(2)故障快速切除率C12：属于功能实现能力评价指标，指继电保护快速切除故障的次数占应快速切除的故障总次数的百分比，计算公式如下：
其中，nfc为评价周期内故障快速切除次数，nsc为评价周期内应切除故障总次数。
(3)线路重合成功率C13：属于功能实现能力评价指标，指线路重合成功次数占线路应重合总次数的百分比，计算公式如下：
其中，nar为评价周期内线路重合成功次数，nsr为评价周期内应重合的总次数。
(4)录波完好率C14：属于功能实现能力评价指标，指录波完好次数占应启动录波总次数的百分比，计算公式如下：
其中，nfrd为评价周期内录波完好次数，nstats为评价周期内应启动录波总次数。
(5)一般缺陷率C21：属于设备可靠程度评价指标，指评价周期内继电保护设备发生的一般缺陷次数与评价周期末设备总数量之比，常用单位为次/百台·年，计算公式如下：
其中，ndg为评价周期内发生的一般缺陷次数，mz为评价周期末在运保护设备总数量。
(6)严重缺陷率C22：属于设备可靠程度评价指标，指评价周期内继电保护设备发生的严重缺陷次数与评价周期末设备总数量之比，常用单位为次/百台·年，计算公式如下：
其中，nds为评价周期内发生的严重缺陷次数，mz为评价周期末在运保护设备总数量。
(7)危急缺陷率C23：属于设备可靠程度评价指标，指评价周期内继电保护设备发生的危急缺陷次数与评价周期末设备总数量之比，常用单位为次/百台·年，计算公式如下：
其中，ndw为评价周期内发生的危急缺陷次数，mz为评价周期末在运保护设备总数量。
(8)损耗缺陷率C24：属于设备可靠程度评价指标，指评价周期内继电保护设备发生损耗缺陷的次数与评价周期末设备总数量之比，常用单位为次/百台·年，计算公式如下：
其中，ndh为评价周期内发生的损耗缺陷次数，mz为评价周期末在运保护设备总数量。
(9)缺陷退运率C25：属于设备可靠程度评价指标，指评价周期内导致继电保护设备退出运行的缺陷次数占缺陷总次数的百分比，计算公式如下：
其中，neq为评价周期内发生的导致设备退运的缺陷次数。
(10)平均无故障运行时间C26：属于设备可靠程度评价指标，指继电保护设备相邻两次缺陷之间运行时间的数学期望值。
(11)可达可用度C27：属于设备可靠程度评价指标，指评价周期内继电保护设备实际工作时间与应工作时间之比，计算公式如下：
其中，TO为评价周期内保护设备实际工作时间，TCM为总修复性维修时间,TPM为总预防性维修时间。
(12)设备服役年龄指数C28：属于设备可靠程度评价指标，采取降半梯形计算，计算公式如下：
其中，y为设备已运行时间，y1，y2分别为保护设备运行服役年领的最优和注意值，继电保护设备服役年龄最优值通常为0年，注意值为12年。
(13)严重缺陷及时消缺率C31：属于维修效率评价指标，指评价周期内消缺时间不大于72小时的严重缺陷次数占严重缺陷总次数的百分比，计算公式如下：
其中，nb为评价周期内消缺时间不大于72小时的严重缺陷次数。
(14)危急缺陷及时消缺率C32：属于维修效率评价指标，指评价周期内消缺时间不大于24小时的危急缺陷次数占危急缺陷总次数的百分比，计算公式如下：
其中，nx为评价周期内消缺时间不大于24小时的危急缺陷次数。
(15)严重缺陷平均消缺时间C33：属于维修效率评价指标，指评价周期内平均完成一次保护设备严重缺陷消缺工作需要花费的时间，单位为小时。
(16)危急缺陷平均消缺时间C34：属于维修效率评价指标，指评价周期内平均完成一次保护设备危急缺陷消缺工作需要花费的时间，单位为小时。
(17)计划检修按时完成率C35：属于维修效率评价指标，指评价周期内按规定完成定期检修计划的保护设备数量占应实施定期检修计划的保护设备总数量的百分比，计算公式如下：
其中，ms为评价周期内按规定完成定期检修计划的保护设备数量，ma为按计划应实施定期检修工作的保护设备总数量。
(18)修复率C36：属于维修效率评价指标，单位时间内修复保护设备缺陷的次数，单位时间通常取同级别缺陷平均消缺时间。
在步骤102，根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重。
优选地，其中所述根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重，包括：
根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值计算每个评价指标的重要度平均分值；
根据每个评价指标的重要度平均分值，按照3标度改进层次分析法的指标标度规则对评价指标基于重要程度进行排序，以获取不同评价指标间的重要程度比较的标度矩阵；
根据所述标度矩阵计算最优传递矩阵，并根据所述最优传递矩阵计算一致性矩阵；
计算所述一致性矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，并通过归一化所述特征向量确定每个评价指标的权重。
在本发明的实施方式中，对于获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值可以通过多重方式获取，例如通过专家打分获取。
在本发明的实施方式中，首先基于n个专家对m个评价指标的重要程度得分构造矩阵X，如下所示：
其中，xij表示第i个专家对于第j个评价指标的重要程度的打分结果。
然后，通过计算各个评价指标的重要程度的重要度平均分值，按照3标度改进层次分析法指标标度规则对评价指标基于重要程度大小进行排序，得到继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标间的重要程度比较的标度矩阵E，如下所示：
其中，eij表示第i个评价指标与第j个评价指标的重要程度的相互比较结果。
然后，计算最优传递矩阵R，如下所示：
其中，
然后，基于最优传递矩阵的计算结果，确定一致性矩阵D，如下所示：
其中，dij＝exp{rij}。
最后，通过方根法近似计算一致性矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，并通过归一化该特征向量，实现各个评价指标的权重的获取。
在步骤103，根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价。
优选地，其中所述根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价，包括：
对所述继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据进行标准化处理，以获取每个评价指标的属性值；
根据每个评价指标的属性值和该评价指标的权重，计算每个评价指标的评分；
将所有评价指标的评分之和作为所述继电保护装置的健康水平评分，以用于根据所述继电保护装置的健康水平评分和预设的健康等级评判标准确定所述继电保护装置的健康等级。
优选地，其中所述方法还包括：
对于效益型的评价指标，即数值越大则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
对于成本型的评价指标，即数值越小则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
其中，g(xij)为第i个评价对象中的第j个评价指标的属性值；xij为第i个评价对象中的第j个评价指标的原始运行数据，xijmax为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最大值，xijmin为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最小值。
下面以A地区220kV和500kV系统的继电保护装置作为对比分析计算的实例来说明本发明的实施方式。
具体包括以下步骤：
步骤1：建立继电保护健康水平评价指标体系。其中，所述继电保护健康水平评价指标体系的框架图如图2所示。
步骤2：确定所述继电保护健康水平价指标体系中每个评价指标的权重。
首先，基于10个专家对18个评价指标的重要程度的打分确定矩阵X，如下所示：
然后，计算各个评价指标的重要程度的得分平均值，并得分平均值为依据对各个评价指标进行重要程度的排序。
然后，根据表1给出的3标度改进层次分析法中的指标标度定义，结合指标的重要程度的排序结果，构建得到继电保护健康水平基础评价指标相互间重要程度比较的标度矩阵E，如下所示：
表1 3标度改进层次分析法指标标度定义
然后，通过计算得到最优传递矩阵R以及一致性矩阵D，并采用方根法计算得到各个评价指标的权重如表2所示：
表2不同评价指标对应的权重表
指标编号 权重 指标编号 权重 指标编号 权重
C<sub>11</sub> 0.1153 C<sub>23</sub> 0.0976 C<sub>31</sub> 0.0257
C<sub>12</sub> 0.1153 C<sub>24</sub> 0.0230 C<sub>32</sub> 0.0699
C<sub>13</sub> 0.0206 C<sub>25</sub> 0.0304 C<sub>33</sub> 0.0359
C<sub>14</sub> 0.0401 C<sub>26</sub> 0.0560 C<sub>34</sub> 0.0699
C<sub>21</sub> 0.0184 C<sub>27</sub> 0.0782 C<sub>35</sub> 0.0474
C<sub>22</sub> 0.0782 C<sub>28</sub> 0.0474 C<sub>36</sub> 0.0304
步骤3：以A地区220kV和500kV系统的继电保护装置作为评价对象，根据不同评价指标的权重分别评价220kV和500kV系统的继电保护装置的健康水平。
首先，通过对各个评价指标的影响效果的分析，将所有的评价指标划分为效益型指标和成本型指标，采用线性变换和标准0-1变换相结合的方法对原始数据的进行标准化处理，使其变为无量纲数据。
其中，对于效益型的评价指标，即数值越大则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
对于成本型的评价指标，即数值越小则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
其中，g(xij)为第i个评价对象中的第j个评价指标的属性值；xij为第i个评价对象中的第j个评价指标的原始运行数据，xijmax为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最大值，xijmin为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最小值。
然后，通过收集A地区220kV和500kV系统的继电保护装置的实际运行数据并根据上述标准化处理方法进行处理，得到各个评价指标的属性值，分别如表3和表4所示。
表3 A地区220kV系统的继电保护装置的各个评价指标的属性值
指标编号 属性值 指标编号 属性值 指标编号 属性值
C<sub>11</sub> 1 C<sub>23</sub> 0.527 C<sub>31</sub> 0.961
C<sub>12</sub> 0.99767 C<sub>24</sub> 0.774 C<sub>32</sub> 0.982
C<sub>13</sub> 1 C<sub>25</sub> 1 C<sub>33</sub> 0.686
C<sub>14</sub> 1 C<sub>26</sub> 1 C<sub>34</sub> 0.785
C<sub>21</sub> 0.784 C<sub>27</sub> 1 C<sub>35</sub> 0.989
C<sub>22</sub> 0.980 C<sub>28</sub> 0.985 C<sub>36</sub> 0.808
表4 A地区500kV系统的继电保护装置的各个评价指标的属性值
指标编号 属性值 指标编号 属性值 指标编号 属性值
C<sub>11</sub> 0.996 C<sub>23</sub> 1 C<sub>31</sub> 1
C<sub>12</sub> 1 C<sub>24</sub> 1 C<sub>32</sub> 1
C<sub>13</sub> 0.942 C<sub>25</sub> 0.632 C<sub>33</sub> 1
C<sub>14</sub> 0.983 C<sub>26</sub> 0.783 C<sub>34</sub> 1
C<sub>21</sub> 1 C<sub>27</sub> 1 C<sub>35</sub> 1
C<sub>22</sub> 1 C<sub>28</sub> 1 C<sub>36</sub> 1
然后，结合确定的表2中各个评价指标的权重分别与表3和表4中的统计数据，得到各个评价指标的评分，分别如表5和表6所示。
表5 A地区220kV系统的继电保护装置的各个评价指标的得分值
指标编号 得分 指标编号 得分 指标编号 得分
C<sub>11</sub> 11.53 C<sub>23</sub> 5.14 C<sub>31</sub> 2.47
C<sub>12</sub> 11.50 C<sub>24</sub> 1.78 C<sub>32</sub> 6.86
C<sub>13</sub> 2.06 C<sub>25</sub> 3.04 C<sub>33</sub> 2.46
C<sub>14</sub> 4.01 C<sub>26</sub> 5.60 C<sub>34</sub> 5.48
C<sub>21</sub> 1.44 C<sub>27</sub> 7.82 C<sub>35</sub> 4.69
C<sub>22</sub> 7.66 C<sub>28</sub> 4.67 C<sub>36</sub> 2.46
表6 A地区500kV系统的继电保护装置的各个评价指标的得分值
指标编号 得分 指标编号 得分 指标编号 得分
C<sub>11</sub> 11.48 C<sub>23</sub> 9.76 C<sub>31</sub> 2.57
C<sub>12</sub> 11.53 C<sub>24</sub> 2.30 C<sub>32</sub> 6.99
C<sub>13</sub> 1.94 C<sub>25</sub> 1.92 C<sub>33</sub> 3.59
C<sub>14</sub> 3.94 C<sub>26</sub> 4.39 C<sub>34</sub> 6.99
C<sub>21</sub> 1.84 C<sub>27</sub> 7.82 C<sub>35</sub> 4.74
C<sub>22</sub> 7.82 C<sub>28</sub> 4.74 C<sub>36</sub> 3.04
然后，根据表5和表6中所示的各个评价指标的得分，计算得到各个评价指标子体系的综合评分及健康水平总得分，如表7所示。
表7综合评价结果
最后，根据所述继电保护装置的健康水平评分和预设的健康等级评判标准即可评价继电保护装置的健康等级。
值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
图3为根据本发明实施方式的用于评价继电保护装置的健康水平的系统300的结构示意图。如图3所示，本发明的实施方式提供的用于评价继电保护装置的健康水平的系统300，包括：评价指标体系建立单元301、评价指标的权重确定单元302和健康水平评价单元303。
优选地，所述评价指标体系建立单元301，用于建立继电保护健康水平评价指标体系。
优选地，其中所述继电保护健康水平评价指标体系包括：功能实现能力评价子体系、设备可靠程度评价子体系和维修效率评价子体系；
所述功能实现能力评价指标子体系中的评价指标，包括：正确动作率、故障快速切除率、线路重合成功率和录波完好率中的至少一个；
所述设备可靠程度评价指标子体系中的评价指标，包括：一般缺陷率、严重缺陷率、危急缺陷率、损耗缺陷率、缺陷退运率、平均无故障运行时间、可达可用度和设备服役年龄指数中的至少一个；
所述维修效率评价指标子体系中的评价指标，包括：严重缺陷及时消缺率、危急缺陷及时消缺率、严重缺陷平均消缺时间、危急缺陷平均消缺时间、计划检修按时完成率和修复率中的至少一个。
优选地，所述评价指标的权重确定单元302，用于根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重。
优选地，其中所述评价指标的权重确定单元302，包括：重要度平均分值计算模块3021、标度矩阵获取模块3022、一致性矩阵算模块3023和评价指标的权重确定模块3024。
优选地，所述重要度平均分值计算模块3021，用于根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，计算每个评价指标的重要度平均分值。
优选地，所述标度矩阵获取模块3022，用于根据每个评价指标的重要度平均分值，按照3标度改进层次分析法的指标标度规则对评价指标基于重要程度进行排序，以获取不同评价指标间的重要程度比较的标度矩阵。
优选地，所述一致性矩阵算模块3023，用于根据所述标度矩阵计算最优传递矩阵，并根据所述最优传递矩阵计算一致性矩阵。
优选地，所述评价指标的权重确定模块3024，用于计算所述一致性矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，并通过归一化所述特征向量确定每个评价指标的权重。
优选地，所述健康水平评价单元303，用于根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价。
优选地，其中所述健康水平评价单元303，包括：评价指标的属性值获取模块3031、评价指标的评分计算模块3032和健康水平评分确定模块3033。
优选地，所述评价指标的属性值获取模块3031，用于对所述继电保护的每个评价指标的原始运行数据进行标准化处理，以获取每个评价指标的属性值。
优选地，所述评价指标的评分计算模块3032，用于根据每个评价指标的属性值和该评价指标的权重，计算每个评价指标的评分。
优选地，所述健康水平评分确定模块3033，用于将所有评价指标的评分之和作为所述继电保护装置的健康水平评分，以用于根据所述继电保护装置的健康水平评分和预设的健康等级评判标准评价所述继电保护装置的健康等级。
优选地，其中所述评价指标的属性值获取模块3031，还包括：
对于效益型的评价指标，即数值越大则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
对于成本型的评价指标，即数值越小则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
其中，g(xij)为第i个评价对象中的第j个评价指标的属性值；xij为第i个评价对象中的第j个评价指标的原始运行数据，xijmax为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最大值，xijmin为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最小值。
本发明的实施例的用于评价继电保护装置的健康水平的系统300与本发明的另一个实施例的用于评价继电保护装置的健康水平的方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
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 (10)

1.一种用于评价继电保护装置的健康水平的方法，其特征在于，所述方法包括：
建立继电保护健康水平评价指标体系；
根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重；
根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述继电保护健康水平评价指标体系包括：功能实现能力评价子体系、设备可靠程度评价子体系和维修效率评价子体系；
所述功能实现能力评价指标子体系中的评价指标，包括：正确动作率、故障快速切除率、线路重合成功率和录波完好率中的至少一个；
所述设备可靠程度评价指标子体系中的评价指标，包括：一般缺陷率、严重缺陷率、危急缺陷率、损耗缺陷率、缺陷退运率、平均无故障运行时间、可达可用度和设备服役年龄指数中的至少一个；
所述维修效率评价指标子体系中的评价指标，包括：严重缺陷及时消缺率、危急缺陷及时消缺率、严重缺陷平均消缺时间、危急缺陷平均消缺时间、计划检修按时完成率和修复率中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重，包括：
根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，计算每个评价指标的重要度平均分值；
根据每个评价指标的重要度平均分值，按照3标度改进层次分析法的指标标度规则对评价指标基于重要程度进行排序，以获取不同评价指标间的重要程度比较的标度矩阵；
根据所述标度矩阵计算最优传递矩阵，并根据所述最优传递矩阵计算一致性矩阵；
计算所述一致性矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，并通过归一化所述特征向量确定每个评价指标的权重。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价，包括：
对所述继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据进行标准化处理，以获取每个评价指标的属性值；
根据每个评价指标的属性值和该评价指标的权重，计算每个评价指标的评分；
将所有评价指标的评分之和作为所述继电保护装置的健康水平评分，以用于根据所述继电保护装置的健康水平评分和预设的健康等级评判标准确定所述继电保护装置的健康等级。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对于效益型的评价指标，即数值越大则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
对于成本型的评价指标，即数值越小则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
其中，g(xij)为第i个评价对象中的第j个评价指标的属性值；xij为第i个评价对象中的第j个评价指标的原始运行数据，xijmax为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最大值，xijmin为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最小值。
6.一种用于评价继电保护装置的健康水平的系统，其特征在于，所述系统包括：
评价指标体系建立单元，用于建立继电保护健康水平评价指标体系；
评价指标的权重确定单元，用于根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重；
健康水平评价单元，用于根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述继电保护健康水平评价指标体系包括：功能实现能力评价子体系、设备可靠程度评价子体系和维修效率评价子体系；
所述功能实现能力评价指标子体系中的评价指标，包括：正确动作率、故障快速切除率、线路重合成功率和录波完好率中的至少一个；
所述设备可靠程度评价指标子体系中的评价指标，包括：一般缺陷率、严重缺陷率、危急缺陷率、损耗缺陷率、缺陷退运率、平均无故障运行时间、可达可用度和设备服役年龄指数中的至少一个；
所述维修效率评价指标子体系中的评价指标，包括：严重缺陷及时消缺率、危急缺陷及时消缺率、严重缺陷平均消缺时间、危急缺陷平均消缺时间、计划检修按时完成率和修复率中的至少一个。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述评价指标的权重确定单元，根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，确定每个评价指标的权重，包括：
重要度平均分值计算模块，用于根据获取的多组所述继电保护健康水平评价指标体系中每个评价指标的重要度分值，计算每个评价指标的重要度平均分值；
标度矩阵获取模块，用于根据每个评价指标的重要度平均分值，按照3标度改进层次分析法的指标标度规则对评价指标基于重要程度进行排序，以获取不同评价指标间的重要程度比较的标度矩阵；
一致性矩阵算模块，用于根据所述标度矩阵计算最优传递矩阵，并根据所述最优传递矩阵计算一致性矩阵；
评价指标的权重确定模块，用于计算所述一致性矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，并通过归一化所述特征向量确定每个评价指标的权重。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述健康水平评价单元，根据继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据和每个评价指标的权重，对所述继电保护装置的健康水平进行评价，包括：
对所述继电保护装置的每个评价指标的原始运行数据进行标准化处理，以获取每个评价指标的属性值；
根据每个评价指标的属性值和该评价指标的权重，计算每个评价指标的评分；
将所有评价指标的评分之和作为所述继电保护装置的健康水平评分，以用于根据所述继电保护装置的健康水平评分和预设的健康等级评判标准确定所述继电保护装置的健康等级。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述评价指标的属性值获取模块，还包括：
对于效益型的评价指标，即数值越大则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
对于成本型的评价指标，即数值越小则表示被评价对象的性能越好的评价指标，利用如下方式进行标准化处理：
其中，g(xij)为第i个评价对象中的第j个评价指标的属性值；xij为第i个评价对象中的第j个评价指标的原始运行数据，xijmax为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最大值，xijmin为统计样本中该指标对应的原始运行数据的最小值。
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