[發(fā)明專利]一種基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的智能電能表失效率在線預(yù)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110509527.7
• 申請(qǐng)日: 2021-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN113378453A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊挺;李藝可
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06N3/04;G06F111/08;G06F119/02;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王雨晴

1.一種基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的智能電能表失效率在線預(yù)計(jì)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、計(jì)算關(guān)鍵元器件基本失效率，并獲取其余智能電能表用元器件基本失效率數(shù)值；

步驟2、計(jì)算智能電能表基本失效率；

步驟3、獲取同一型號(hào)不同批次智能電能表現(xiàn)場(chǎng)故障數(shù)據(jù)，計(jì)算出智能電能表實(shí)際失效率；

步驟4、搭建深度信念網(wǎng)絡(luò)模型，確定網(wǎng)絡(luò)的輸入為步驟2中的智能電能表基本失效率及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度和現(xiàn)場(chǎng)工作電應(yīng)力水平、輸出為步驟3中的智能電能表實(shí)際失效率；

步驟5、對(duì)步驟4所搭建深度信念網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，向網(wǎng)絡(luò)中輸入待預(yù)計(jì)電能表的基本失效率、實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)溫度和實(shí)時(shí)的電應(yīng)力水平，網(wǎng)絡(luò)的輸出即為預(yù)計(jì)的電能表失效率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的智能電能表失效率在線預(yù)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟1的元器件基本失效率計(jì)算方法為：

針對(duì)計(jì)量芯片、通信芯片、時(shí)鐘芯片和電池對(duì)智能電能表可靠性有重要影響的關(guān)鍵元器件，通過高溫工作壽命檢測(cè)得到基本失效率；

根據(jù)JESD74A標(biāo)準(zhǔn)，上述關(guān)鍵元器件基本失效率模型公式為：

式中，χ²表示卡方分布函數(shù)，c為置信水平，d為自由度，自由度等于2倍的失效數(shù)量再加2，A為加速系數(shù)，N為參與測(cè)試的樣本數(shù)量，t_A為加速測(cè)試時(shí)間；加速系數(shù)A可由如下模型求取：

溫度應(yīng)力的作用可由Arrhenius模型表示，溫度加速系數(shù)A_t計(jì)算公式為：

式中，Ea是反應(yīng)的活化能，k為玻爾茲曼常數(shù)，Tu是元器件正常狀態(tài)下的絕對(duì)溫度，Ta是元器件加速狀態(tài)下的絕對(duì)溫度。

電應(yīng)力的作用可由Eyring模型表示，電應(yīng)力加速系數(shù)A_v計(jì)算公式為：

A_v＝e^Z|Vu-Va| (3)

式中，Z為電壓加速常數(shù)，Vu是元器件正常狀態(tài)下的電壓，Va是元器件加速狀態(tài)下的電壓。

最終的加速系數(shù)A就為上述加速系數(shù)的乘積，即：

A＝A_tA_v (4)

智能電能表中其余元器件的基本失效率通過查詢GJB/Z 299C手冊(cè)獲取。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的智能電能表失效率在線預(yù)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟2的具體方法為：

將智能電能表中所有元器件的基本失效率相加，定義此累加值為智能電能表的基本失效率，表達(dá)式為：

式中，λ_bm為智能電能表的基本失效率，λ_{b_i}為組成智能電能表的各元器件的基本失效率，n為智能電能表所含元器件的個(gè)數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的智能電能表失效率在線預(yù)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟3的具體方法為：

由智能電能表現(xiàn)場(chǎng)故障數(shù)據(jù)經(jīng)預(yù)處理后計(jì)算得到的電能表失效率，定義此失效率為智能電能表實(shí)際失效率，其計(jì)算方法為：

智能電能表失效概率分布函數(shù)F(t)為：

式中，s為形狀參數(shù)，t₀為尺度參數(shù)。

針對(duì)同批次電能表失效數(shù)據(jù)，采用下式來計(jì)算智能電能表失效概率分布函數(shù)，公式為：

式中，t_i為第i次檢測(cè)時(shí)間，r_i為在t_i時(shí)間內(nèi)電能表累計(jì)失效個(gè)數(shù)，N₀為該批次電能表的總數(shù)。

由公式(6)和公式(7)變換可得：

采用最小二乘法即可估計(jì)出s和t₀的參數(shù)值。

智能電能表的可靠壽命t_R計(jì)算表達(dá)式為：

智能電能表的實(shí)際失效率λ_c計(jì)算表達(dá)式為：