一種配電變壓器健康指數(shù)確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣工程領(lǐng)域，更具體涉及一種配電變壓器健康指數(shù)確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)上，為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠性，電力企業(yè)在規(guī)劃設(shè)計(jì)中多采用提高個(gè) 體設(shè)備質(zhì)量，或以冗余設(shè)計(jì)確保各級(jí)子系統(tǒng)，乃至電力系統(tǒng)的整體可靠性，而較少考慮投資 回報(bào)率；設(shè)備檢修也主要是以單體設(shè)備為目標(biāo)的時(shí)間檢修和狀態(tài)檢修。合理的規(guī)劃和適宜 的檢修可為電網(wǎng)帶來(lái)極大的效益，提高設(shè)備的效率和電網(wǎng)的效能；反之就會(huì)帶來(lái)?yè)p失，影響 電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。因此電網(wǎng)規(guī)劃原則和運(yùn)維檢修決策一直以來(lái)都是學(xué)術(shù)界和工 程界關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003] 配電變壓器是變配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，其運(yùn)行可靠性對(duì)配電網(wǎng)整體安全、 穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。我國(guó)的配電變壓器主要集中在110KV、35KV和10KV，具有量 大面廣、相對(duì)輸電設(shè)備成本較低，狀態(tài)設(shè)施不完善等特點(diǎn)，以致目前現(xiàn)有狀態(tài)評(píng)估技術(shù)大多 針對(duì)輸電設(shè)備，很少應(yīng)用于配電設(shè)備。針對(duì)上述分析，提出一種配電變壓器健康指數(shù)確定方 法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題極為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種配電變壓器健康指數(shù)確定方法，可廣泛應(yīng)用于配電變壓 器健康狀態(tài)評(píng)價(jià)當(dāng)中。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種配電變壓器健康指數(shù)確定方法， 包括建立健康指數(shù)模型；所述健康指數(shù)模型的建立過(guò)程包括：
[0006] 確定配電變壓器健康指數(shù)等級(jí)區(qū)間；
[0007] 選取所述配電變壓器關(guān)鍵特征量；
[0008] 所述配電變壓器關(guān)鍵特征量的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0009] 通過(guò)梯形隸屬函數(shù)建立所述所述配電變壓器的評(píng)價(jià)等級(jí)；
[0010] 獲取所述配電變壓器的關(guān)鍵特征量的權(quán)重；
[0011] 根據(jù)所述評(píng)價(jià)等級(jí)和所述權(quán)重確定評(píng)估模型，從而通過(guò)確定修正權(quán)重確定所述配 電變壓器健康指數(shù)。
[0012] 所述配電變壓器健康指數(shù)HI等級(jí)區(qū)間限定于[1，10]之間；當(dāng)1彡HI彡2為很好 狀態(tài)；當(dāng)2〈HI< 5為正常狀態(tài)；當(dāng)5 <HI< 7為較差狀態(tài)需加強(qiáng)檢修；當(dāng)7〈HI< 10為嚴(yán) 重狀態(tài)且已有明顯的缺陷和故障。
[0013] 所述變壓器關(guān)鍵特征量的選取根據(jù)油色譜分析、油化試驗(yàn)和電氣試驗(yàn)確定；所述 油色譜分析根據(jù)數(shù)據(jù)包括乙炔含量、氫氣含量、二氧化碳相對(duì)產(chǎn)氣速率、一氧化碳相對(duì)產(chǎn)氣 速率和總烴含量確定；所述油化試驗(yàn)根據(jù)數(shù)據(jù)包括水含量、油擊穿電壓、糠醛含量、界面張 力、紙聚合度、油介質(zhì)損耗和閃點(diǎn)數(shù)據(jù)為確定；所述電氣測(cè)試根據(jù)數(shù)據(jù)包括鐵芯接地電流、 體積電阻率、極化指數(shù)、吸收比和繞組介質(zhì)損耗確定。
[0014] 用如下公式進(jìn)行所述配電變壓器關(guān)鍵特征量的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理：
[0016] 式中：yi]為實(shí)際所測(cè)值；yu。為初始值；yιη為限定值；Cu為標(biāo)準(zhǔn)化之后所得值。
[0017] 所述梯形隸屬函數(shù)通過(guò)下式確定：
[0021] 其中，t為數(shù)據(jù)的指數(shù)隸屬度，μuμ2,μ3,μ4,μ5分別為五種狀態(tài)的隸屬等級(jí) (非常好，好，注意，嚴(yán)重，損壞），a，b，c，d，e，f，g，h分別為各個(gè)等級(jí)的間隔值，如圖3所示。
[0022] 所述獲取所述配電變壓器的關(guān)鍵特征量的權(quán)重的過(guò)程包括：
[0023] 定義模糊判斷矩陣：
[0024]
[0025] 將所述判斷矩陣的每一行相加：
[0027] 其中，Clj為所述矩陣的向量；
[0028] 第ith個(gè)元素的程度合成值是：
[0030] 兩個(gè)三角模糊數(shù)乂和Μ2之間的可能度定義為：
[0031]
[0032] 其中，Μ!= (1 !，m!，u!)，M2= (1 2,m2,u2) ;i?s/l(i〇 為三角模糊函數(shù)；
[0033] 并定義：
[0035] 則權(quán)重向量矩陣為：
[0036] W= (cKA!)，d(A2)，…，d(An))T
[0037] 指數(shù)的所述評(píng)估模型指數(shù)為所述評(píng)價(jià)等級(jí)和所述權(quán)重的乘積；并作為原始證據(jù)； 所述評(píng)估模型為：
[0041]Wlj為權(quán)重，Ui(H)代表i個(gè)因素下的j個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)等級(jí)；Mi(H)代表每個(gè)指數(shù)的 評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0042] 所述配電變壓器健康指數(shù)確定過(guò)程包括：
[0043] 假設(shè)兩個(gè)基本概率賦值為叫和m2，它們之間的距離為：
[0045] 其中，2是一個(gè)2NX2N矩陣，矩陣中的元素為
[0047] 即焦元A和B之間的距離是關(guān)于|Α|、|Β|、|ΑηB|和|AUB|的一個(gè)函數(shù)，| |表 示焦元的基。
[0048] 求出它們的相似矩陣為：
[0050] 通過(guò)相似矩陣我們求出每個(gè)證據(jù)的修正權(quán)重為：
[0052] 此時(shí)，修正的證據(jù)為：
[0054] 其中，Wi為修正權(quán)重；
[0055] 假設(shè)有η個(gè)證據(jù)，那么最終的結(jié)果通過(guò)平均證據(jù)融合n-1次；其中所得值中，最大 值即為所求的配電變壓器健康指數(shù)。
[0056] 和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果
[0057] 1、本發(fā)明技術(shù)方案針對(duì)目前配電變壓器具有量大面廣、相對(duì)輸電設(shè)備成本較低， 狀態(tài)設(shè)施不完善等特點(diǎn)提出了一種采用模糊集理論、模糊層次分析法與修正權(quán)重平均融合 相結(jié)合的配電變壓器健康指數(shù)的確定方法；
[0058] 2、本發(fā)明技術(shù)方案能避免經(jīng)典層次分析法和經(jīng)典證據(jù)理論存在的問(wèn)題；
[0059] 3、本發(fā)明技術(shù)方案能夠有效的對(duì)配電變壓器健康指數(shù)計(jì)算，為配電變壓器的狀態(tài) 檢修提供有利的依據(jù)；
[0060] 4、本發(fā)明技術(shù)方案提高設(shè)備的效率和電網(wǎng)的效能，減小損失；
[0061] 5、本發(fā)明技術(shù)方案通過(guò)配電變壓器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，可得出，該技術(shù)方案的多屬性 決策模型是行之有效的，可廣泛應(yīng)用于配電變壓器健康狀態(tài)評(píng)價(jià)當(dāng)中。
【附圖說(shuō)明】
[0062] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的配電變壓器狀態(tài)信息示意圖；
[0063] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖；
[0064] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的形隸屬函數(shù)圖形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0065] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0066] 實(shí)施例1 :
[0067] 本例的發(fā)明提供一種配電變壓器健康指數(shù)確定方法，包括建立健康指數(shù)模型；所 述模型的建立如圖2所示，包括：
[0068] (1)狀態(tài)等級(jí)的劃分。配電變壓器的健康指數(shù)HI限定于[1，10]之間。在 1 <HI< 2為很好狀態(tài)，在2〈HI< 5為正常狀態(tài)，在5 <HI< 7為較差狀態(tài)需加強(qiáng)檢修， 在7〈HI< 10為嚴(yán)重狀態(tài)，已有明顯的缺陷和故障。
[0069] (2)關(guān)鍵特征量的選取與數(shù)據(jù)的獲取。如圖1所示，變壓器關(guān)鍵特征量的選擇以 油色譜分析、油化試驗(yàn)和電氣試驗(yàn)為依據(jù)。油色譜分析數(shù)據(jù)主要以乙炔含量、氫氣含量、二 氧化碳相對(duì)產(chǎn)氣速率、一氧化碳相對(duì)產(chǎn)氣速率和總烴含量為依據(jù)；油測(cè)試主要以水含量、油 擊穿電壓、糠醛含量、界面張力、紙聚合度、油介質(zhì)損耗和閃點(diǎn)數(shù)據(jù)為依據(jù)；電氣測(cè)試主要 以鐵芯接地電流、體積電阻率、極化指數(shù)、吸收比和繞組介質(zhì)損耗為依據(jù)。數(shù)據(jù)的獲取通過(guò) PMS2. 0導(dǎo)入與變電所實(shí)地測(cè)量所得。
[0070] (3)配電設(shè)備關(guān)鍵特征量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理。表征配電設(shè)備健康狀態(tài)的關(guān)鍵特征 量眾多，且各指標(biāo)數(shù)量級(jí)差異很大，量綱各不相同，為避免由此造成的評(píng)估等級(jí)不匹配，用 如下公式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。
[0072] 其中yi]是實(shí)際所測(cè)值，y。。是初始值，yιη是限定值，C。是標(biāo)準(zhǔn)化之后所得值。
[0073] (4)指數(shù)隸屬化函數(shù)
[0074] 本專利采用梯形隸屬函數(shù)對(duì)各指數(shù)建立隸屬等級(jí)評(píng)價(jià)。附圖3所示為梯