CN111259313A - 一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，该方法包括以下步骤：状态指标生成步骤：获取配电自动化终端的状态量数据信息，设定状态指标；状态指标权重确定步骤：利用熵值法确定各状态指标的权重；状态指标评分步骤：根据预先制定的状态指标评分标准，进行各状态指标的评分；状态评价等级确定步骤：根据各状态指标的评分结果和权重，计算总得分，并按照预先制定的总得分与状态评价等级对照表，确定状态评价等级；配电自动化终端检修步骤：根据状态评价等级，采用预先制定的状态检修策略，对配电自动化终端进行检修。与现有技术相比，本发明能有效利用检修资源，具有客观、全面和可靠等优点。

Description

一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法

技术领域

本发明涉及配电自动化系统二次设备的状态检修领域，尤其是涉及一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法。

背景技术

配电自动化建设工程是建设坚强智能电网的关键，配电自动化终端作为配电网中重要的智能监控装置，是配电网安全稳定运行的关键设备。目前，针对配电自动化终端的状态检修工作还处在起步阶段，缺乏相关的检修策略及标准。现有的检修工作还是按照传统的故障检修及定期检修展开，故障检修常采用“以换代修”的检修方法，这将使得设备并不能充分有效利用，定期检修常存在“过度检修”的问题，使得有限的检修资源进一步被浪费。因此，有必要开展配电自动化终端的在线状态检修工作。

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有效利用检修资源的基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，该方法包括以下步骤：

状态指标生成步骤：获取配电自动化终端的状态量数据信息，设定状态指标；

状态指标权重确定步骤：利用熵值法确定各状态指标的权重；

状态指标评分步骤：根据预先制定的状态指标评分标准，进行各状态指标的评分；

状态评价等级确定步骤：根据各状态指标的评分结果和权重，计算总得分，并按照预先制定的总得分与状态评价等级对照表，确定状态评价等级；

配电自动化终端检修步骤：根据状态评价等级，采用预先制定的状态检修策略，对配电自动化终端进行检修。

进一步地，状态指标权重确定步骤中，所述状态指标包括一级指标和二级指标，利用熵值法确定各状态指标的权重具体包括以下步骤：

S1：对各二级指标进行打分，建立二级指标评价矩阵；

S2：对二级指标评价矩阵进行数据标准化；

S3：计算数据标准化后各二级指标的比重；

S4：根据各二级指标的比重，计算各一级指标的信息熵及信息熵的冗余度；

S5：根据各一级指标信息熵的冗余度，计算各一级指标的权重，确定各二级指标的权重。

进一步地，步骤S2中，对于正向二级指标，所述数据标准化的计算表达式为：

对于负向二级指标，所述数据标准化的计算表达式为：

式中，y_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素的数据标准化结果，g_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素值，g_j为二级指标评价矩阵中第i行的所有元素，i＝1,2,3...n，j＝1,2,3...m。

进一步地，步骤S3中，各二级指标的比重的计算表达式为：

式中，p_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素的比重，y_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素的数据标准化结果，i＝1,2,3...n，j＝1,2,3...m。

进一步地，步骤S4中，所述信息熵的计算表达式为：

式中，E_i为第i个一级指标的信息熵，从属于第i个一级指标的二级指标为二级指标评价矩阵中第i行的所有元素，k为系数，p_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素的比重。

进一步地，步骤S4中，所述信息熵的冗余度的计算表达式为：

d_i＝1-E_i

式中，d_i为第i个一级指标的信息熵冗余度，E_i为第i个一级指标的信息熵。

进一步地，步骤S4中，所述一级指标的权重的计算表达式为：

式中，ω_si为第i个一级指标的权重，d_i为第i个一级指标的信息熵冗余度。

进一步地，状态指标生成步骤中，所述状态指标包括一级指标，该一级指标包括巡检信息、运行信息和监测信息。数据信息主要来源于SCADA系统、生产管理系统(PMS系统)、配电管理系统(DMS系统)。

进一步地，状态评价等级确定步骤中，所述状态评价等级包括正常状态、注意状态、异常状态和严重异常状态。

进一步地，配电自动化终端检修步骤中，所述状态检修策略包括：

所述注意状态分为单一指标引起的注意状态和多个指标引起的注意状态，所述单一指标引起的注意状态的检修周期为限期检修，检修方式为B类或C类检修，所述多个指标引起的注意状态的检修周期为基准周期，检修方式为C类检修，所述B类检修是指对配电自动化终端的局部性检修，辅助装置更换、装置插件更换、程序升级后的停电检修，所述C类检修是指对配电自动化终端的常规性检测、维护和试验。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明配电自动化终端状态检修方法，可实现根据评分获取终端状态评价等级，从而采用对应的检修策略，有效利用检修资源；并且利用熵值法确定评价指标权重可以使得状态评价更加客观可靠，排除了专家赋权法等的主观性，评分标准直观、全面，为实现配电自动化终端的在线状态检修提供了技术手段。

(2)本发明综合考虑了巡检信息、运行信息、监测信息等方面的数据，使得状态评价更加全面可靠。

(3)本发明制定了每一个指标的评分细则，使得评价具备较高的可操作性。

附图说明

图1为本发明配电自动化终端状态检修方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中状态指标的示意图；

图3为本发明实施例中状态指标G₁₁的评分标准图；

图4为本发明实施例中状态指标G₁₂的第一评分标准图；

图5为本发明实施例中状态指标G₁₂的第二评分标准图；

图6为本发明实施例中状态指标G₁₃的评分标准图；

图7为本发明实施例中状态指标G₁₄的评分标准图；

图8为本发明实施例中状态指标G₂₁的评分标准图；

图9为本发明实施例中状态指标G₂₂的第一评分标准图；

图10为本发明实施例中状态指标G₂₂的第二评分标准图；

图11为本发明实施例中状态指标G₂₃的评分标准图；

图12为本发明实施例中状态指标G₃₁的评分标准图；

图13为本发明实施例中状态指标G₃₂的评分标准图；

图14为本发明实施例中状态指标G₃₃的评分标准图。

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，本实施例为一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，包括以下步骤：

状态指标生成步骤：获取配电自动化终端的状态量数据信息，设定状态指标；

状态指标权重确定步骤：利用熵值法确定各状态指标的权重；

状态指标评分步骤：根据预先制定的状态指标评分标准，进行各状态指标的评分；

状态评价等级确定步骤：根据各状态指标的评分结果和权重，计算总得分，并按照预先制定的总得分与状态评价等级对照表，确定状态评价等级；

配电自动化终端检修步骤：根据状态评价等级，采用预先制定的状态检修策略，对配电自动化终端进行检修。

下面对各步骤进行详细描述。

1、状态指标生成步骤

如图2所示，通过收集配电自动化终端状态量的数据信息，确定配电自动化终端状态指标。数据信息主要来源于SCADA系统、生产管理系统(PMS系统)、配电管理系统(DMS系统)。根据数据信息提取配电自动化终端的巡检信息、运行信息、监测信息，作为状态评价的一级指标。巡检信息的状态指标主要包括装置面板、绝缘状况、红外温度、封堵情况等四个二级指标；运行信息主要包括通信状况、运行环境、装置信息等三个二级指标；监测信息主要包括遥控正确率、遥信正确率、遥测合格率等三个二级指标。

2、状态指标权重确定步骤

利用熵值法确定状态指标权重的具体步骤包括：

S1：对各二级指标进行打分，建立二级指标评价矩阵；

式中，g_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列二级指标的分值，i＝1,2,…n，j＝1,2,…m。

S2：数据标准化，对于正向指标：

对于负向指标：

记标准化处理后的数据为y_ij。

S3：计算数据标准化后各二级指标的比重p_ij：

式中，p_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素的比重，y_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素的数据标准化结果，i＝1,2,3...n，j＝1,2,3...m。

S4：根据各二级指标的比重，计算各一级指标的信息熵及信息熵的冗余度；

信息熵的计算表达式为：

式中，E_i为第i个一级指标的信息熵，从属于第i个一级指标的二级指标为二级指标评价矩阵中第i行的所有元素，k为系数。

信息熵的冗余度的计算表达式为：

d_i＝1-E_i (6)

式中，d_i为第i个一级指标的信息熵冗余度。

S5：根据各一级指标信息熵的冗余度，计算各一级指标的权重，确定各二级指标的权重。

一级指标的权重的计算表达式为：

式中，ω_si为第i个一级指标的权重。

利用式(1)-式(7)计算得到一二级指标的权重，汇总如表1所示。

表1一二级指标的权重表

3、状态指标评分步骤

制定每一个状态指标具体的评分标准，得到打分。本实施例中制定的状态指标评分标准如表2所示。

表2状态指标评分标准

4、状态评价等级确定步骤

得到打分之后，乘以相应的指标权重，并累加每一项指标的得分，从而得到配电自动化终端状态评价总得分，并根据表3确定状态评价等级，分为正常状态、注意状态、异常状态及严重异常状态。本实施例中总得分与状态评价等级对照表如表3所示。

表3状态评价总得分与状态等级对照表

状态等级	正常状态	注意状态	异常状态	严重异常状态
					总得分	86-100	71-85	61-70	60以下

5、配电自动化终端检修步骤

根据配电自动化终端状态评价等级，分别制定正常状态、注意状态、异常状态及严重异常状态对应的四种状态检修策略。具体检修策略为：

1)正常状态的检修周期一般为基准周期或延迟周期检修，延迟时间一般为一个年度，检修方式一般为C类检修，在停电检修前应适当安排D类检修；

2)注意状态的检修周期需区分单一指标扣分引起的还是多个指标扣分引起的，若有单一状态指标扣分导致的注意状态，需限期检修，检修方式一般为B类或C类检修，若由多个指标导致的注意状态，检修周期一般为基准周期，检修方式一般为C类检修，停电检修前应加强D类检修；

3)异常状态的检修周期一般为限期检修，检修方式一般为B类或C类检修，停电检修前应加强D类检修；

4)严重异常状态的检修周期一般为立即检修，检修方式一般为A类或B类检修，停电检修前应加强D类检修。

所述A类检修是指对配电自动化终端整体更换后进行的全部检修，以及新安装投产后进行的第一次检修；B类检修是指对配电自动化终端的局部性检修，辅助装置更换、装置插件更换、程序升级后的停电检修；C类检修是指对配电自动化终端的常规性检测、维护和试验；D类检修是指配电自动化终端带电检测或不停电的检查、维修工作。据此，完成了对配电自动化终端的状态评价及检修计划制定。

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 (10)

1.一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

状态指标生成步骤：获取配电自动化终端的状态量数据信息，设定状态指标；

状态指标权重确定步骤：利用熵值法确定各状态指标的权重；

状态指标评分步骤：根据预先制定的状态指标评分标准，进行各状态指标的评分；

状态评价等级确定步骤：根据各状态指标的评分结果和权重，计算总得分，并按照预先制定的总得分与状态评价等级对照表，确定状态评价等级；

配电自动化终端检修步骤：根据状态评价等级，采用预先制定的状态检修策略，对配电自动化终端进行检修。

2.根据权利要求1所述的一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，其特征在于，状态指标权重确定步骤中，所述状态指标包括一级指标和二级指标，利用熵值法确定各状态指标的权重具体包括以下步骤：

S1：对各二级指标进行打分，建立二级指标评价矩阵；

S2：对二级指标评价矩阵进行数据标准化；

S3：计算数据标准化后各二级指标的比重；

S4：根据各二级指标的比重，计算各一级指标的信息熵及信息熵的冗余度；

S5：根据各一级指标信息熵的冗余度，计算各一级指标的权重，确定各二级指标的权重。

3.根据权利要求2所述的一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，其特征在于，步骤S2中，对于正向二级指标，所述数据标准化的计算表达式为：

对于负向二级指标，所述数据标准化的计算表达式为：

式中，y_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素的数据标准化结果，g_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素值，g_j为二级指标评价矩阵中第i行的所有元素，i＝1,2,3...n，j＝1,2,3...m。

4.根据权利要求2所述的一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，其特征在于，步骤S3中，各二级指标的比重的计算表达式为：

式中，p_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素的比重，y_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素的数据标准化结果，i＝1,2,3...n，j＝1,2,3...m。

5.根据权利要求2所述的一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，其特征在于，步骤S4中，所述信息熵的计算表达式为：

式中，E_i为第i个一级指标的信息熵，从属于第i个一级指标的二级指标为二级指标评价矩阵中第i行的所有元素，k为系数，p_ij为二级指标评价矩阵中第i行第j列元素的比重。

6.根据权利要求2所述的一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，其特征在于，步骤S4中，所述信息熵的冗余度的计算表达式为：

d_i＝1-E_i

式中，d_i为第i个一级指标的信息熵冗余度，E_i为第i个一级指标的信息熵。

7.根据权利要求2所述的一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，其特征在于，步骤S4中，所述一级指标的权重的计算表达式为：

式中，ω_si为第i个一级指标的权重，d_i为第i个一级指标的信息熵冗余度。

8.根据权利要求1所述的一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，其特征在于，状态指标生成步骤中，所述状态指标包括一级指标，该一级指标包括巡检信息、运行信息和监测信息。

9.根据权利要求1所述的一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，其特征在于，状态评价等级确定步骤中，所述状态评价等级包括正常状态、注意状态、异常状态和严重异常状态。

10.根据权利要求9所述的一种基于状态评价等级的配电自动化终端状态检修方法，其特征在于，配电自动化终端检修步骤中，所述状态检修策略包括：

所述注意状态分为单一指标引起的注意状态和多个指标引起的注意状态，所述单一指标引起的注意状态的检修周期为限期检修，检修方式为B类或C类检修，所述多个指标引起的注意状态的检修周期为基准周期，检修方式为C类检修，所述B类检修是指对配电自动化终端的局部性检修，辅助装置更换、装置插件更换、程序升级后的停电检修，所述C类检修是指对配电自动化终端的常规性检测、维护和试验。

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