CN110674951B - 一种配电自动化终端的状态检修方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种配电自动化终端的状态检修方法，该方法包括以下步骤：S1：获取预建立的终端状态量的初始权重矩阵；S2：对初始权重矩阵进行一致性检验，若通过，则执行步骤S3，否则执行步骤S1；S3：获取每个终端状态量的得分；S4：以某一终端作为待测终端，基于历史数据、预建立的评分标准和每个终端状态量的得分，获取待测终端的总得分；S5：基于预建立的状态级别评价标准，获取待测终端的理论状态；S6：获取待测终端的实际状态，若与理论状态不相同，则依次执行步骤S1至S6，否则执行步骤S7；S7：获取最终权重矩阵，得到每个终端的实时状态，进行检修。与现有技术相比，本发明提升了对终端的状态管控能力，具有预测准确度高、方便可靠等优点。

Description

一种配电自动化终端的状态检修方法
技术领域
本发明涉及配电自动化终端评价领域，尤其是涉及一种配电自动化终端的状态检修方法。
背景技术
配电网的安全稳定运行直接关系到电力用户的用电可靠性，开展配电自动化建设，是提高配电网安全稳定运行的关键举措。由于配电自动化终端数量多，分布较广，建设安装批次不同，相关设备厂家众多且设备质量参差不齐，因此配电自动化终端设备的运行维护工作十分复杂。目前，针对配电自动化终端的检修方式主要分为故障检修及定期检修2种。故障检修作为传统的电力设备检修方式，常采用以换代修的检修策略，检修成本较高，同时设备的故障定位及故障原因分析较为困难；定期检修涉及的配电自动化终端数量繁多，工作量巨大，相关检修人员难以匹配，同时易造成“过度检修”的问题，使得有限的检修资源进一步被浪费。针对数目繁多的配电自动化终端，有必要展开状态检修工作，提升对设备的状态管控能力。状态检修是利用预防性试验、在线监测、历史数据及同类设备家族缺陷等全过程数据，对配电自动化终端设备展开状态评价，预测设备发展状态，从而动态地制定检修计划。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于准确预测终端状态，从而动态地制定检修计划的一种配电自动化终端的状态检修方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种配电自动化终端的状态检修方法，该方法包括以下步骤：
S1：获取预建立的终端状态量的初始权重矩阵；
S2：对终端状态量的初始权重矩阵进行一致性检验，若通过，则执行步骤S3，否则执行步骤S1；一致性检验的目的是为了验证元素之间的逻辑性，并判断其是否符合一致性准则。
S3：基于终端状态量的初始权重矩阵，获取每个终端状态量的得分；
S4：以某一终端作为待测终端，基于该待测终端的历史数据、预建立的评分标准和每个终端状态量的得分，获取待测终端的总得分；
S5：基于待测终端的总得分和预建立的状态级别评价标准，获取待测终端的理论状态；
S6：获取待测终端的实际状态，并与待测终端的理论状态比较，若不相同，则依次执行步骤S1至S6，否则，待测终端的理论状态对应的初始权重矩阵即为最终权重矩阵；
S7：基于最终权重矩阵，获取每个终端的实时状态，进行检修。
进一步地，所述步骤S1中预建立的终端状态量，包括多个一级指标和二级指标，每个一级指标均包含多个二级指标。
进一步地，所述步骤S1具体为，基于层次分析法，构造一级指标判断矩阵和每个一级指标对应的二级指标判断矩阵，获取初始权重矩阵。在层次分析法中，重要性程度的表述方式清晰明确，通常按1-9赋值的方式来表格重要程度的不同，这样在计算或者评价过程中，可以快速的识别元素之间的重要性，不必进行多余的分析和思考。
进一步地，所述获取初始权重矩阵具体为，基于专家法，对一级指标判断矩阵和二级指标判断矩阵进行赋值，即得到初始权重矩阵。
进一步地，所述步骤S2中，对终端状态量的初始权重矩阵进行一致性检验包括以下步骤：
S201：从初始权重矩阵中获取一一级指标判断矩阵或者二级指标判断矩阵，作为待检验矩阵；
S202：获取待检验矩阵的最大特征值；
S203：基于待检验矩阵的最大特征值，计算待检验矩阵的一致性比例，若一致性比例小于或者等于0.1，则执行步骤S204，否则执行步骤S1；
S204：重复执行步骤S201至S204，直至遍历初始权重矩阵中的一级指标判断矩阵和二级指标判断矩阵。
进一步地，所述步骤S203中，一致性比例的计算公式为：
CR＝CI/RI
式中，CR为一致性比例，CI为一致性指标，RI为平均随机一致性指标，从预建立的一致性检验指标表中获取，λmax为最大特征值，n为一级指标判断矩阵或者二级指标判断矩阵的阶数。
进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S301：获取初始权重矩阵中一级指标判断矩阵的最大特征值；
S302：基于一级指标判断矩阵的最大特征值，获取一级指标判断矩阵的特征向量；
S303：对一级指标判断矩阵的特征向量进行归一化，获取每个终端状态量的得分。
进一步地，所述步骤S303中，获取每个终端状态量的得分具体为，将归一化的特征向量中各元素乘以100，即得到对应的每个终端状态量的得分。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明考虑了理论值与实际情况之间的差异性，将终端的理论状态与实际状态进行比较，如发现偏差，则对初始权重矩阵进行修正，如此反复，使得理论值不断趋于实际值，得到较为准确的最终权重矩阵，从而获取每个终端的理论状态，为配电检修人员提供决策参考，提高了本发明方法所获取结果的准确性。
(2)本发明对专家法获得的初始权重矩阵进行了一致性检验，使得初始权重矩阵中的一级指标判断矩阵和二级指标判断矩阵均符合一致性准则，提高了本发明方法所获取结果的准确性。
(3)本发明采用层次分析法构造一级指标判断矩阵和二级指标判断矩阵，获取初始权重矩阵，在层次分析法中，重要性程度的表述方式清晰明确可以快速的识别元素之间的重要性，不必进行多余的分析和思考，提高本发明方法的实用性和方便性。
附图说明
图1为本发明配电自动化终端的状态检修方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例为一种配电自动化终端的状态检修方法，包括以下步骤：
S1：获取预建立的终端状态量的初始权重矩阵；本实施例中预建立的终端状态量包括一级指标：检测型状态量、可靠型状态量、失效风险型状态量及改进型状态量，每个一级指标均包含多个二级指标。
S101：基于层次分析法，构造一级指标判断矩阵和每个一级指标对应的二级指标判断矩阵；
层次分析法较为核心的部分就是如何构造合适合理的判断矩阵。层次分析法考虑了元素之间的横向关系，将各个因素两两比较，根据元素的重要性标度值，判断每个因素的重要性。层次分析法的特殊原理和结构，可以简化计算步骤。同时，在层次分析法中，重要性程度的表述方式清晰明确，通常按1-9赋值的方式来表格重要程度的不同，这样在计算或者评价过程中，可以快速的识别元素之间的重要性，不必进行多余的分析和思考。本实施例中判断矩阵的构造依据如表1所示。
表1判断矩阵构造依据表
标度 定义
1 i因素与j因素同样重要
3 i因素比j因素略重要
5 i因素比j因素较重要
7 i因素比j因素非常重要
9 i因素比j因素绝对重要
2,4,6,8 以上两判断之间的中间状态对应的标度值
倒数 若i因素与j因素比较，得到判断值为aji＝1/aij
S102：获取初始权重矩阵；
基于判断矩阵构造依据表，根据专家意见，对一级指标判断矩阵和二级指标判断矩阵进行赋值，构建初始权重矩阵。
本实施例中获取的初始权重矩阵中的一级指标判断矩阵A如表2所示。
表2一级指标判断矩阵A
A1 A2 A3 A4
A1 1 3 2 5
A2 1/3 1 3 4
A3 1/2 1/3 1 2
A4 1/5 1/4 1/2 1
表中，A1代表检测型状态量，A2代表可靠型状态量，A3代表失效风险型状态量，A4代表改进型状态量。
S2：对终端状态量的初始权重矩阵进行一致性检验，若通过，则执行步骤S3，否则执行步骤S1；
为了将初始权重矩阵中的重要程度或者得分转化为分数或小数形式，要对层次进行单排序，即计算权向量。并且在排序过程中，要对初始权重矩阵进行一致性检验。检验的目的是为了验证元素之间的逻辑性，并判断其是否符合一致性准则。只有在符合一致性要求的前提下，才能进行下一步的计算，否则就要进行修改。一致性检验的步骤如下：
S201：从初始权重矩阵中获取一一级指标判断矩阵或者二级指标判断矩阵，作为待检验矩阵；
S202：获取待检验矩阵的最大特征值；
S203：基于待检验矩阵的最大特征值，计算待检验矩阵的一致性比例，若一致性比例小于或者等于0.1，则执行步骤S204，否则执行步骤S1；
一致性比例的计算公式为：
CR＝CI/RI
式中，CR为一致性比例，CI为一致性指标，RI为平均随机一致性指标，由预建立的一致性检验指标表获取，一致性检验指标表如表3所示，λmax为最大特征值，n为一级指标判断矩阵或者二级指标判断矩阵的阶数。
表3一致性检验指标
S204：重复执行步骤S201至S204，直至遍历初始权重矩阵中的一级指标判断矩阵和二级指标判断矩阵。
为了得出相关权重和结果，可以对层次分析法的计算过程进行汇总和整理，如果有必要的话，也可进行排序。通过对结果的分析，可以得到各个因素的权重，在通过与实际项目要求的结合，确定结果的准确性。
本实施例中，将一级指标判断矩阵作为待检验矩阵，求得的最大特征值λmax＝4.21，一级指标有4个，因此，n＝4。根据表3，阶数为4时，对应的RI为0.90。
可求得：
CR＝CI/RI＝0.07/0.90＝0.078＜0.1
因此，判断矩阵的一致性通过。
S3：基于终端状态量的初始权重矩阵，获取每个终端状态量的得分；
S301：获取初始权重矩阵中一级指标判断矩阵的最大特征值；
S302：基于一级指标判断矩阵的最大特征值，获取一级指标判断矩阵的特征向量；
S303：对一级指标判断矩阵的特征向量进行归一化，得到每个终端状态量的归一化权重，将每个终端状态量的归一化权重乘以100，即得到每个终端状态量的得分。
本实施例中，初始权重矩阵中一级指标判断矩阵的最大特征值λmax＝4.21，对一级指标判断矩阵的特征向量w进后得到w＝(0.48,0.29,0.15,0.08)T，以百分制为例，将特征向量w内各元素乘以100，得到检测型状态量、可靠型状态量、失效风险型状态量及改进型状态量的得分，分别为：48分，29分，15分，8分。
S4：以某一终端作为待测终端，基于该待测终端的历史数据、预建立的评分标准和每个终端状态量的得分，获取待测终端的总得分；
评分标准具体为，对于检测型状态量，每超过30天出现设备环境温度超出-25℃～55℃的扣25％-35％分，每超过15天超过范围时扣10％-25％分，15天以下酌情扣5％-10％分。对于可靠型状态量，评价周期内，故障时间除以运行时间，得到实际故障率，当实际故障率比预计故障率大1倍时扣10％-30％分，当低于1倍时扣0％-10％分。对于失效风险型状态量，装置累计持续运行时间除以设备平均运行时间，比值小于1的得满分，大于1的按比值大小酌情扣1％-30％分。对于改进型状态量，评价周期内，反事故措施完成的得满分，未完成的扣1％-30％分。
S5：基于待测终端的总得分和预建立的状态级别评价标准，获取待测终端的理论状态；
状态级别评价标准具体为，得分在85-100为正常状态，75-85为注意状态，60-75为异常状态，低于60为严重状态。
S6：获取待测终端的实际状态，并与待测终端的理论状态比较，若不相同，则依次执行步骤S1至S6，否则，待测终端的理论状态对应的初始权重矩阵即为最终权重矩阵；如此反复，使得理论值不断趋于理论值，得到较为准确的结果。
本实施例中，获取一终端作为待测终端，在评价周期内，有18天设备温度超过正常范围，扣23％分，得分37.0分，实际故障率比预计故障率大1.2，扣30％分，得分20.3分，装置累计持续运行时间除以设备平均运行时间，比值1.2，扣20％，得分12分，反事故措施完成的得满分8，因此，总得分为77.3分，为注意状态。
实际运行中，该终端数据没法送达，为异常状态。此时，实际与理论不符，说明权重分配不当。重新依次执行步骤S1至S6，邀请专家对各个指标的权重重新进行打分，得到一级指标判断矩阵B，如表4所示。
表4一级指标判断矩阵B
B1 B2 B3 B4
B1 1 1/3 5 8
B2 2 1 8 8
B3 1/5 1/8 1 3
B4 1/8 1/8 1/3 1
得到检测型状态量、可靠型状态量、失效风险型状态量及改进型状态量的得分，分别为：33分，54分，8分，4分。总得分为73.6，为异常状态。理论与实际情况相同。由一级指标判断矩阵B构成的初始权重矩阵即为最终权重矩阵。
S7：基于最终权重矩阵，获取每个终端的实时状态，进行检修。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种配电自动化终端的状态检修方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：获取预建立的终端状态量的初始权重矩阵；
S2：对终端状态量的初始权重矩阵进行一致性检验，若通过，则执行步骤S3，否则执行步骤S1；
S3：基于终端状态量的初始权重矩阵，获取每个终端状态量的得分；
S4：以某一终端作为待测终端，基于该待测终端的历史数据、预建立的评分标准和每个终端状态量的得分，获取待测终端的总得分；
S5：基于待测终端的总得分和预建立的状态级别评价标准，获取待测终端的理论状态；
S6：获取待测终端的实际状态，并与待测终端的理论状态比较，若不相同，则依次执行步骤S1至S6，使得理论值不断趋于实际值，否则，待测终端的理论状态对应的初始权重矩阵即为最终权重矩阵；
S7：基于最终权重矩阵，获取每个终端的实时状态，进行检修；
所述步骤S1中预建立的终端状态量，包括多个一级指标和二级指标，每个一级指标均包含多个二级指标；
所述步骤S1具体为，基于层次分析法，构造一级指标判断矩阵和每个一级指标对应的二级指标判断矩阵，获取初始权重矩阵；
所述步骤S3具体包括以下步骤：
S301：获取初始权重矩阵中一级指标判断矩阵的最大特征值；
S302：基于一级指标判断矩阵的最大特征值，获取一级指标判断矩阵的特征向量；
S303：对一级指标判断矩阵的特征向量进行归一化，获取每个终端状态量的得分。
2.根据权利要求1所述的一种配电自动化终端的状态检修方法，其特征在于，所述获取初始权重矩阵具体为，基于专家法，对一级指标判断矩阵和二级指标判断矩阵进行赋值，即得到初始权重矩阵。
3.根据权利要求1所述的一种配电自动化终端的状态检修方法，其特征在于，所述步骤S2中，对终端状态量的初始权重矩阵进行一致性检验包括以下步骤：
S201：从初始权重矩阵中获取一一级指标判断矩阵或者二级指标判断矩阵，作为待检验矩阵；
S202：获取待检验矩阵的最大特征值；
S203：基于待检验矩阵的最大特征值，计算待检验矩阵的一致性比例，若一致性比例小于或者等于0.1，则执行步骤S204，否则执行步骤S1；
S204：重复执行步骤S201至S204，直至遍历初始权重矩阵中的一级指标判断矩阵和二级指标判断矩阵。
4.根据权利要求3所述的一种配电自动化终端的状态检修方法，其特征在于，所述步骤S203中，一致性比例的计算公式为：
CR＝CI/RI
式中，CR为一致性比例，CI为一致性指标，RI为平均随机一致性指标，从预建立的一致性检验指标表中获取，λmax为最大特征值，n为一级指标判断矩阵或者二级指标判断矩阵的阶数。
5.根据权利要求1所述的一种配电自动化终端的状态检修方法，其特征在于，所述步骤S303中，获取每个终端状态量的得分具体为，将归一化的特征向量中各元素乘以100，即得到对应的每个终端状态量的得分。
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