CN112633759B - 一种变电一次主设备状态评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种变电一次主设备状态评估的方法，属于变电设备运行状态评估技术领域，根据变电一次主设备特征参量的分布规律，确定各特征参量的差异化阈值，并通过特征参量状态隶属函数确定该特征参量所属状态扣分值进而得出设备所处档级；同时基于直观特征参量对设备状态档级进行再次调整。本发明对状态档级进行颗粒度细化，将设备档级由4档细分为A、A‑、B+、B、B‑、C+、C、C‑、D+、D、D‑等11个档级；基于多维度状态边界值的变电一次主设备状态进行评估，有效解决了传统方法的边界模糊性，提高了评价准确性；在此基础上通过直观特征参量如：设备运行年限、疑似家族性缺陷等，对设备状态档级进行再次调整，进一步提高了评估的精细度。
Description
技术领域
本发明涉及变电设备运行状态评估技术领域，具体涉及一种变电一次主设备状态评估的方法。
背景技术
变电一次主设备的状态评估是指综合分析反映设备状况的指标，对设备整体的运行状况做出客观、准确的评价，为其的运维策略制定提供有效的参考。传统的根据《状态评价导则》的阈值评估方法存在巡检人员的主观判断和测量仪器误差影响的问题，并且状态评价结果仅有正常、注意、异常、严重等四种状态，颗粒度较粗，需要确定新的评估方法来有效地提高评估的准确性，解决评估中所存在的问题。
公开号为CN106327062A的专利文献公开了一种配电网设备的状态评估方法，涉及电力系统配电资产管理领域，能够准确评估配电网设备的状态，为配电网检修工作提供有效的数据支持，利于有针对性地展开检修工作。具体方案包括：采集配电网设备的评估参数，所述评估参数包括所述配电网设备的至少两项健康水平指标以及至少两项重要性水平指标；根据所述评估参数的历史数据和实时数据确定所述配电网设备的健康值和重要度；所述健康值用于指示所述配电网设备的健康水平，所述重要度用于指示所述配电网设备的重要性水平；根据所述配电网设备的健康值和重要度，确定并输出所述配电网设备的状态评价等级，但是该方法没有确定各特征参量的差异化阈值，评估不精确。
公开号为CN109086518A的专利文献公开了一种智能变电站输变电一次设备状态评估的方法，针对智能变电站输变电一次设备故障机理的复杂多样性，传统单一维度的设备状态信息评估难以有效挖掘出潜在的安全隐患，全面建立了包含历史数据、设备缺陷、试验数据、不良工况和状态检测在内的输变电一次设备综合评价体系，运用合作博弈理论得到各状态指标的组合权重，并利用变权公式对其权重进行修正；通过云模型得到定量指标对智能变电站输变电一次设备各状态等级的隶属度，然后结合层次分析法得到评估结果。虽然该方法简单易行，可为智能变电站输变电一次设备和系统的状态检修工作提供理论依据，但是该方法状态评价结果仅有正常、注意、异常、严重等四种状态，不够精确。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种变电一次主设备状态评估的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种变电一次主设备状态评估的方法，包含以下步骤：
S1：进行状态档级的颗粒度细化及变电一次主设备特征参量的确定；
S2：收集多维度特征参量的全量历史数据，计算各特征参量基于 Weibull模型的概率密度函数和累积分布函数，利用熵权法计算各特征参量的权重；
S3：统计多台同型设备处于不同状态的分布概率及累计概率，利用逆累积分布函数计算特征参量的差异化注意值、异常值和严重值，根据特征参量随设备状态的变化规律，建立基于差异化阈值的特征参量状态隶属函数；
S4：获取特征参量量测数据，实现基于差异化阈值的多参量的输变电设备状态评估；
S5：根据专家决策对FTA中的故障因素部分及直观特征参量进行权重计算，然后将各因素部分的直观特征参量进行归一化处理再与相应的故障因素部分权重相乘得出各直观特征参量的真实权重；
S6：通过检测人员对设备原始资料及设备现场检测情况进行判断，在已有的输变电设备状态档级的基础上实现设备状态档级的再次调整，得到设备的最终状态评估结果。
进一步的，所述步骤S1中，通过《国家电网公司输变电设备状态评价导则状态评价导则》将设备档级由4档细分为A、A-、B+、B、 B-、C+、C、C-、D+、D、D-等11个档级。
进一步的，所述步骤S1中，对于需计算边界值的特征参量通过《国家电网公司输变电设备状态评价导则状态评价导则》进行特征参量的选取；对于直观特征参量采用故障模式与影响分析FMEA、《国家电网公司输变电设备状态评价导则状态评价导则》并与实际可能造成运行风险的因素相结合进行故障树分析FTA，通过FTA进行特征参量的选取。
随着变电设备的快速发展，变电一次主设备的状态检修变得越来越重要。变电一次主设备包括电力变压器、高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器、电流互感器、电力电容器等，准确评价设备的运行状态，及时采取合理、有效的运维检修策略，对保证电网的可靠运行具有重要意义。公开号为CN109711563A的专利文献公开了一种用于电力设备的运行状态评估方法，包括：确定电力设备的评估参量，针对电力设备的评估参量采集对应的运行参数，建立参数评估模型，根据参数评估模型进行实时动态评估；建立电力设备的评估分数机制和评估等级，对每个电力设备的运行参数分配一个初始评估分数，由预设的分数阀值得到电力设备的评估等级。该方法采用对电力设备运行参数评估，并建立分析矩阵和评估等级，有利于电力设备的多样化管理，便于工作人员快速掌握电力设备的运行状态。公开号为CN109685340A的专利文献公开了一种配电设备健康状态评估方法及系统。其中，一种配电设备健康状态评估方法包括：采用多级模糊综合评判法建立配电设备状态评判模型；运用层次分析法分析配电设备状态评判模型中配电设备各部位缺陷严重度，建立配电设备各部位评价矩阵，确定出各个评价指标的权重；利用模糊评价法以及各个评价指标的权重对配电设备各部位评价矩阵分析，通过加权隶属度原则得到配电设备综合初始得分；构建配电设备状态评估模型的辨识框架，确定出缺陷严重度的权重；对配电设备综合初始得分和缺陷严重度的权重进行加权计算，得出配电设备健康状态评估的综合得分值。现有技术中，只能对变电一次设备状态影响较大的特征量作为评估指标，不能准确评估设备的状态。而且状态评价结果仅有正常、注意、异常、严重等四种状态，不能确定各特征参量的差异化阈值，评价不够精确。
本发明的有益效果是：本发明将首先对状态档级进行颗粒度细化，将设备档级由4档细分为A、A-、B+、B、B-、C+、C、C-、D+、D、 D-等11个档级；基于多维度状态边界值的变电一次主设备状态进行评估，有效解决了传统方法的边界模糊性，提高了评价准确性；在此基础上通过直观特征参量如：设备运行年限、疑似家族性缺陷等，对设备状态档级进行再次调整，进一步提高了评估的精细度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明设备状态评估的流程图。
图2是本发明隶属函数μ(x)示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1和2，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参阅附图1和2，本发明提出了一种变电一次主设备状态评估方法，具体实施步骤如下：
1.对于需计算边界值的特征参量通过《国家电网公司输变电设备状态评价导则状态评价导则》进行特征参量的选取，采用熵权法计算变压器各故障模式中的特征参量权重。特征参量共21项，如附表1所示；故障模式对应的特征参量与其权重如附表2所示。
表1变压器故障特征参量集
| 编码 | 特征参量 | 编码 | 特征参量 |
| 1 | 甲烷 | 12 | 绝缘油含水量 |
| 2 | 乙烯 | 13 | 绝缘油击穿电压 |
| 3 | 乙炔 | 14 | 绝缘油体积电阻率 |
| 4 | 氢气 | 15 | 绝缘油介损 |
| 5 | 乙烷 | 16 | 铁心外引接地处电流 |
| 6 | 二氧化碳 | 17 | 空载电流 |
| 7 | 一氧化碳 | 18 | 空载损耗 |
| 8 | 绝缘电阻吸收比 | 19 | 铁心绝缘电阻 |
| 9 | 绝缘电阻极化指数 | 20 | 绕组直流电阻 |
| 10 | 绝缘介损 | 21 | 低电压短路试验 |
| 11 | 绝缘油含气量 |
表2变压器故障模式与特征参量的对应关系
2.采用基于差异化阈值的特征参量状态隶属函数进行定量评估变压器特征参量状态。特征参量状态隶属函数μ(x)示意图如附图2所示。
其中xI、xII和xIII分别为特征参量差异化注意值、异常值和严重值。根据特征参量随设备状态的变化情况可分为正劣化特征参量和负劣化特征参量。正劣化特征参量是指特征参量量测值随着设备状态的劣化而上升即xI<xII<xIII，负劣化是指特征参量量测值随着设备状态的劣化而下降即xI>xII>xIII。
3.根据《国家电网公司输变电设备状态评价导则状态评价导则》规定特征参量在四种状态下扣分值d分别为2、4、8、10。定义Sj表示计算边界值的特征参量扣分值为
4.对于直观评价的特征参量通过FMEA、《国家电网公司输变电设备状态评价导则状态评价导则》并与实际可能造成运行风险的因素相结合通过FTA进行特征参量的选取，并采用改进层次分析法计算故障部位及特征参量权重。导致变压器故障的因素部位共7项，特征参量共28项，如附表3所示。
表3变压器直观特征参量集
5.特征参量权重wij＝wi*wj；wi为第i个故障部位权重，wj为故障部位中第j个特征参量的归一化权重。根据《国家电网公司输变电设备状态评价导则状态评价导则》规定直观特征参量扣分值为6。定义Sz表示计算边界值的特征参量扣分值为
6.最后将两类特征参量的扣分值相加，即可得出总的扣分值继而可知设备的状态分数及等级。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种变电一次主设备状态评估的方法，其特征在于：包含以下步骤：
S1：进行状态档级的颗粒度细化及变电一次主设备特征参量的确定；将设备档级由4档细分为A、A-、B+、B、B-、C+、C、C-、D+、D、D-11个档级；
S2：收集多维度特征参量的全量历史数据，计算各特征参量基于Weibull模型的概率密度函数和累积分布函数，利用熵权法计算各特征参量的权重；
S3：统计多台同型设备处于不同状态的分布概率及累计概率，利用逆累积分布函数计算特征参量的差异化注意值、异常值和严重值，根据特征参量随设备状态的变化规律，建立基于差异化阈值的特征参量状态隶属函数；根据特征参量随设备状态的变化情况可分为正劣化特征参量和负劣化特征参量，正劣化特征参量是指特征参量量测值随着设备状态的劣化而上升，即xI<xII<xIII，负劣化特征参量是指特征参量量测值随着设备状态的劣化而下降，即xI>xII>xIII，其中xI、xII和xIII分别为特征参量差异化注意值、异常值和严重值；
S4：获取特征参量量测数据，实现基于差异化阈值的多参量的输变电设备状态评估；特征参量在四种状态下扣分值d分别为2、4、8、10；定义Sj表示计算边界值的特征参量扣分值为
wn表示权重；
S5：根据专家决策对FTA中的故障因素部分及直观特征参量进行权重计算，然后将各因素部分的直观特征参量进行归一化处理再与相应的故障因素部分权重相乘得出各直观特征参量的真实权重；特征参量权重wij＝wi*wj；wi为第i个故障部位权重，wj为故障部位中第j个特征参量的归一化权重；规定直观特征参量扣分值为6，定义Sz表示计算直观评价的特征参量扣分值为
最后将两类特征参量的扣分值相加，即可得出总的扣分值继而可知设备的状态分数及等级；
S6：通过检测人员对设备原始资料及设备现场检测情况进行判断，在已有的输变电设备状态档级的基础上实现设备状态档级的再次调整，得到设备的最终状态评估结果。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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