[發明專利]一種基于模糊綜合評判的配電開關狀態評價方法

在審

• 申請號: 201410508267.1
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104200404A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 歐郁強;王利國;陳永秋;王瑞闖;楊璽;高興;王超;麥炳燦;李偉燦;曾莉
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司江門供電局;武漢大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種基于模糊綜合評判的配電開關狀態評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：收集配電開關狀態量數據信息，構建配電開關狀態評價的狀態量體系；所述配電開關狀態量數據信息，包括：在線監測的配電開關狀態量數據，運行巡視的狀態量數據，電氣試驗所得的狀態量數據，通過足夠的配電開關的數據構建配電開關狀態評價的狀態量體系；

步驟2：采用主成分分析法確立各狀態量的權重；基于以下定義：定義某配電開關有n個影響因素,分別為u₁,u₂,...,u_n,則因素集u＝{u₁,u₂,...,u_n}，因素集對應的因素向量則為u＝{u₁,u₂,...,u_n}；因素集由狀態量組成，定義為因子U_n，綜合狀態評價體系總共分為3層，第二層分為3個評價項目A₁,A₂,A₃，該層因素集記為U＝(u₁,u₂,u₃)，其中A₁下又分為3個指標，因素集記為U₁＝(u₁₁,u₁₂,u₁₃)；A₂下分為2個指標，因素集記為U₂＝(u₂₁,u₂₂)；A₃下又分為3個指標，因素集記為U₃＝(u₃₁,u₃₂,u₃₃)；具體包括以下子步驟：

步驟2.1，數據標準化，定義存在n個配電開關樣本，p個評價狀態量構成狀態參數矩陣X＝(x_ij)_n×p，x_ij為第i個樣本關于第j個狀態量的值，對狀態量數據進行標準化如下：

xij*=xij-x‾ijs‾j]]>

式中分別為第j個狀態量的均值和均方差；樣本狀態量數據經標準化之后，均值為0，方差為1；

步驟2.2，求狀態參數矩陣的相關矩陣；狀態量x_i^*和x_j^*的相關系數可用下式表示：

rij=cov(xi*,xj*)D(xi*)D(xj*)]]>

式中為狀態量和的協方差；

狀態參數的相關矩陣R表示為：

R=r11r12...r1pr21r22...r2pMMMMrnp1rp2...rpp]]>

步驟2.3，求相關矩陣R的特征值λ_i{i＝1,2,L,p}，其特征值大小便可以表征各狀態量對于狀態評估結果的作用大小，即各狀態量的權重為：

wi=λiΣj=1pwj]]>

步驟3：依據模糊數學規則，建立狀態量的模糊隸屬函數；具體包括以下子步驟：

步驟3.1，將配電開關設備狀態量進行分類，即分為數據型和描述型的狀態量；

步驟3.2，對于數據型的狀態量，由于其可以量化，采用半梯形和三角形結合的分布函數；對于數值越小狀態越好的狀態量數據，首先確定該狀態量的最優值y₀和注意值y_a以及y₀和y_a的4個等間距點c₁，c₂，c₃和c₄，從而得到狀態量y_i隸屬于評估等級v_n的隸屬度為：

μi(v1)=0,yi≥c2;c2-yirc1≤yi≤c21,yi≤c1]]>

μi(v1)=0,yi≥c2;c2-yirc1≤yi≤c21,yi≤c1]]>

上式中r=y0-ya5;]]>n＝1,2,3,4；

對于數值越大狀態越好的狀態量數據，首先確定該狀態量的最優值y′₀和注意值y′_a以及y′_a和y′₀的4個等間距點c′₁，c′₂，c′₃和c′₄，從而得到狀態量y′_i隸屬于評估等級v_n的隸屬度為：

μi(v1)=1,yi′≥c4′;c4′-yi′rc3′≤yi′≤c4′0,yi′≤c3′]]>

μi(v4)=0,yi′≥c2′;c2′-yi′r′c1′≤yi′≤c2′1,yi′≤c1′]]>

上式中r′=y0′-ya′5,]]>n＝1,2,3,4；

同理獲得數值越大，狀態越好的狀態量的等級隸屬度；

步驟3.3，對于描述型狀態量，采用模糊統計法確定隸屬度，模糊統計法是對論域X上的元素x是否屬于一個集合V進行統計試驗，在此，集合V就是狀態量的四個評估等級：正常、注意、異常、嚴重狀態，這四個狀態等級分別用v_i，i＝1,2,3,4來表示，狀態量的等級隸屬度可按下式進行計算：

其中隸屬頻率的值約等于隸屬度的值，模糊統計法的試驗次數越多，得到的隸屬頻率越穩定，越接近隸屬度；

步驟4：計算各狀態量的模糊隸屬函數值，確立模糊綜合評價矩陣；具體包括以下子步驟：

步驟4.1，將配電開關的狀態評價結果劃分為四種情況:正常狀態，注意狀態，異常狀態，嚴重狀態；建立配電開關設備的狀態評價集V，即V＝{正常，注意，異常，嚴重}；

步驟4.2，根據計算得到的各狀態量的等級隸屬度以及劃分的四個狀態評估等級，建立綜合評價矩陣A＝{ai_j}；

步驟5：根據得到的狀態量權重和模糊綜合評價矩陣確定配電開關的狀態等級；即根據得到的權重集W和評價矩陣A，將A與W的模糊運算結果看作對被評價對象的綜合評價結果，得到的模糊綜合評價的數學模型為：

T=(t1,t2,...,tm)=W e R=(w1,w2,...,wm)or11r12...r1mr21r22...r2m............rn1rn2...rnm]]>

對于單因素的模糊綜合評判模型，按上式計算得到綜合評價矩陣，而對于配電開關設備的狀態評價是多層次的模糊綜合評價模型，先分別計算出3個次層評價項目的單因素綜合評價矩陣，然后分別對次層3個評價項目進行運算，最后得到綜合評價矩陣；即R＝(R₁,R₂,R₃)，最后計算T＝WR＝(T₁,T₂,T₃,T₄)，其中T₁,T₂,T₃,T₄分別表征了該配電開關設備屬于正常，注意，異常，嚴重這四個狀態的可能；因此，T_i(i＝1,2,3,4)中最大的項所對應的狀態即為該配電開關設備所處的健康水平。