[發明專利]基于預期故障概率的多臺設備整體質量評價方法

有效

• 申請號: 202011631533.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112734201B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 李斐然;王文浩;王威;程養春;劉秩鋒;周芳;方濤;李富強
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;華北電力大學;國網浙江省電力有限公司舟山供電公司;國網浙江省電力有限公司杭州供電公司;國網浙江省電力有限公司寧波供電公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F30/20;G06F17/18;G06Q50/06;G06F119/04
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.基于預期故障概率的多臺設備整體質量評價方法，其特征是，包括：

第一步，假設設備的狀態量x隨時間的變化符合由公式(1)表示的線性規律，即使該狀態量x不隨時間發生線性變化，也能夠將該狀態量x轉化成一個隨時間線性變化的量：

y_i＝x_i+ε_i＝U_iβ+V_ib_i+ε_i (1)

上式中，表示第i臺設備的實際狀態量劣化值；表示第i臺設備的狀態量的實測值；m_i為對第i臺設備測量的劣化數據個數，測量時刻為n為設備數量；β＝(β₁,β₂,…β_p)^T為對應于固定效應協變量的參數向量，p為該參數向量中具體參數的個數，且U_i是時間t的函數；b_i＝(b_i1,b_i2,…b_iq)^T為對應于隨機效應協變量的參數向量，且V_i是時間t的函數，且b_i是q維高斯隨機向量，均值為0，協方差為Σ，即b_i～N(0,Σ)；且對于不同的設備，b₁,b₂,…b_n相互獨立；是測量誤差，諸ε_ij獨立、服從正態分布，且具有0均值和常數方差σ²；

根據上述假設，狀態量的觀測值y_i服從m_i元正態分布，即y_i～N(U_iβ,Ω_i)，其中協方差矩陣Ω_i為：

式中，為m_i階單位矩陣；

第二步，將n臺設備的狀態量實測值y_i和由公式(2)得到的協方差矩陣Ω_i代入公式(3)，估算參數向量β的估計值

第三步，將由公式(3)得到的估計值代入公式(4)，得到第i臺設備的隨機效應參數向量b_i的后驗概率分布的均值

則

第四步，將和b_i的后驗概率分布代入公式(5)和公式(6)，利用隨機變量的函數的概率密度分布函數計算方法，計算運行時間到達τ時第i臺設備的狀態量x的預測值的概率密度分布函數

其中：

第五步，假設設備發生故障時的狀態量閾值是L，而且當狀態量x的數值大于L時設備就會發生故障，利用的概率密度分布函數計算運行時間到達τ時第i臺設備的故障概率F(τ)：

第六步，改變時間τ，重復第四步和第五步，直到獲得第i臺設備的故障概率F(τ)等于自定義的一個閾值F_Lim時的最小的運行時間τ，作為第i臺設備的預期壽命，記為T_i；

第七步，對于每臺設備，重復第三至第六步，計算出每臺設備的預期壽命T_i，i＝1,2，…,n；

第八步，將n臺設備的預期壽命帶入定數截尾試驗，按照可靠性理論中的定數截尾試驗數據處理方法，進行設備壽命分布模型的假設檢驗以及設備平均預期壽命置信區間[T_L，T_H]的計算；

第九步，基于設備平均預期壽命置信區間的下限T_L和設備的應有壽命T_E，按照公式(10)計算設備質量得分值Q，并將分值Q作為設備質量評價的量化表征結果：