本發(fā)明涉及電力
技術領域：
，尤其涉及一種對電纜線路進行健康狀態(tài)評估的方法。
背景技術：
：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的電力供應形勢日益緊張，在全國各地僅因電網(wǎng)系統(tǒng)故障造成的經(jīng)濟損失就高達上萬億，分析其的主要原因是對電網(wǎng)系統(tǒng)的故障不能夠及時處理。我們知道，國家電力工業(yè)的迅速發(fā)展說明全國發(fā)、輸、配電的容量在不斷增加，電力系統(tǒng)在日益擴大。當然需要的電力設備也越來越多，電力設備故障一直是危及電力系統(tǒng)安全的主要因素，保證電力系統(tǒng)運行可靠性，對發(fā)展國民經(jīng)濟尤其重要。為此，必須實時監(jiān)測電力設備的運行狀態(tài)，及時檢查出內部的早期故障，防止事故于未然。在各種電力設備中，電力電纜線路是電網(wǎng)系統(tǒng)中最重要的電氣設備之一。由于電纜線路長期連續(xù)在電網(wǎng)中運行，不可避免地會發(fā)生各種故障。努力防止和減少電纜線路的故障和事故的發(fā)生，保證電纜線路的正常運行，是電力系統(tǒng)迫切需要解決的課題。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種對電纜電路進行健康狀態(tài)評估的方法，能夠實現(xiàn)對電纜線路的運行健康狀態(tài)進行準確的評估，便于對其進行合理使用和維修、故障預測以及配電管理等操作。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：本發(fā)明實施例提供了一種對電纜線路進行健康狀態(tài)評估的方法，該方法包括：獲取反映所述電纜線路的運行狀態(tài)的狀態(tài)量指標及各狀態(tài)量指標的權重；獲取各狀態(tài)量指標的評分；獲取適用于所述電纜線路的模糊評價集和與所述模糊評價集對應的清晰評價標準；結合各狀態(tài)量指標的評分和權重，基于所述電纜線路的模糊評價集，獲得所述電纜線路的健康狀態(tài)的模糊評價結論；利用灰色關聯(lián)理論，基于清晰評價標準，處理所述模糊評價結論，得到所述電纜線路的健康狀態(tài)的清晰評價結論。優(yōu)選的，所述狀態(tài)量指標包括屬于電纜本體的線路負荷、絕緣電阻、電纜變形、埋深、防火阻燃，屬于電纜終端的污穢、防火阻燃、破損和溫度，屬于電纜中間接頭的防火阻燃、破損、溫度、運行環(huán)境，屬于接地系統(tǒng)的接地引下線、接地電阻，屬于電纜通道的電纜井、電纜管溝環(huán)境，屬于輔助設施的牢固程度、標識齊全、銹蝕程度。優(yōu)選的，所述模糊評價集包括：良好、正常、可疑、異常、危險，其中，危險：0～60；異常：60～70；可疑：70～80；正常：80～90；良好：90～100。優(yōu)選的，獲取適用于所述電纜線路的模糊評價集之后，還包括：獲取所述電纜線路的隸屬函數(shù)。優(yōu)選的，所述隸屬函數(shù)為三角形與梯形組合分布隸屬函數(shù)。優(yōu)選的，所述隸屬函數(shù)包括：良好狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：μ1(x)=1x≥950.1x-8.585≤x≤950x≤85;]]>正常狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：可疑狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：異常狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：危險狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：優(yōu)選的，所述模糊評價結論表征為{Xi}＝{Xi(1),Xi(2),…Xi(5)}，其中，Xi(1),Xi(2),…Xi(5)為任意大于等于0小于等于1的實數(shù)，Xi(1)表征所述電纜線路屬于良好狀態(tài)的程度，Xi(2)表征所述電纜線路屬于正常狀態(tài)的程度，Xi(3)表征所述電纜線路屬于可疑狀態(tài)的程度，Xi(4)表征所述電纜線路屬于異常狀態(tài)的程度，Xi(5)表征所述電纜線路屬于危險狀態(tài)的程度。優(yōu)選的，所述清晰評價標準包括：良好狀態(tài)為[1,0,0,0,0]，正常狀態(tài)為[0,1,0,0,0]，可疑狀態(tài)為[0,0,1,0,0]，異常狀態(tài)為[0,0,0,1,0]，危險狀態(tài)為[0,0,0,0,1]。優(yōu)選的，利用灰色關聯(lián)理論，基于清晰評價標準，處理所述模糊評價結論，得到所述電纜線路的健康狀態(tài)的清晰評價結論包括：通過計算所述模糊評價結論與每一清晰評價標注的關聯(lián)系數(shù)，其中，Δi(k)＝|X0(k)-Xi(k)|，X0(k)為所述清晰評價標準中的元素，Xi(k)為所述模糊評價結論中的元素，k為大于等于1、小于等于5的整數(shù)，Mmin為兩級最小差，Mmax為兩級最大差；通過計算關聯(lián)度，得到清晰評價結論。本發(fā)明實施例提供了一種對電纜線路進行健康狀態(tài)評估的方法，該方法基于各狀態(tài)量指標的評分，通過各狀態(tài)量指標的權重，首先對電纜線路進行模糊評價，之后基于模糊評價結論，得到電纜線路的健康狀態(tài)的清晰評價結論，對電纜線路健康狀態(tài)做出及時、準確的評估，能夠使得工作人員及時了解對應的電纜線路的健康狀況，從而便于對其進行合理使用和維修、故障預測以及配電管理等操作。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的對電纜線路進行健康狀態(tài)評估的方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的電纜線路的狀態(tài)量指標示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的隸屬函數(shù)的示意圖。具體實施方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例提供了一種對電纜線路進行健康狀態(tài)評估的方法，如圖1所示，該方法包括：步驟S1、獲取反映電纜線路的運行狀態(tài)的狀態(tài)量指標及各狀態(tài)量指標的權重。對于電纜線路而言，影響其運行狀態(tài)的因素大致可包括電纜本體、電纜終端、電纜中間接頭、接地系統(tǒng)、電纜通道和輔助設施等六項，其中每一項都可再細分為多項狀態(tài)量指標。例如，對于電纜本體而言，其可細分為線路負荷、絕緣電阻、電纜變形、埋深、防火阻燃等共五項；對于電纜終端而言，其可細分為污穢、防火阻燃、破損和溫度等共四項；對于電纜中間接頭而言，其可細分為防火阻燃、破損、溫度、運行環(huán)境等共四項；對于接地系統(tǒng)而言，其可細分為接地引下線、接地電阻等共兩項；對于電纜通道而言，其可細分為電纜井、電纜管溝環(huán)境等共兩項；對于輔助設施而言，其可細分為牢固程度、標識齊全、銹蝕程度等共三項?；谒业降臓顟B(tài)量指標，本發(fā)明實施例中的權重是通過層次分析法獲得的。層次分析法(TheAnalyticHierarchyProcess，簡稱AHP)的基本原理在于決策者根據(jù)既定的標準以及原則，將待評價對象的各項復雜因素簡單化，并建立遞階式層次結構。遞階式層次結構能夠將復雜的問題變得簡單化、條理化、層次化。遞階式層次結構一般包括目標層、準則層以及指標層三層，目標層一般指對于研究問題預定的目標，準則層表示實現(xiàn)該預定目標所需中間環(huán)節(jié)；指標層是為了實現(xiàn)預定目標所采用的指標、方案等。在本發(fā)明實施例中，按照判斷矩陣1～9級標度原則(如下表1所示)來判斷同一層次上兩元素之間的重要關系，得到判斷矩陣。其中矩陣元素表示各一級指標元素Xi相對于Xj重要性的量化值，其中，i和j都為整數(shù)。表1判斷矩陣1～9級標度原則針對如圖2所示的電纜線路而言，可得出如下的一級指標判斷矩陣A，需要說明的是，表2中的V1、V2、V3、V4、V5、V6分別代表電纜本身、電纜終端、電纜中間接頭、接地系統(tǒng)、電纜通道和輔助設施：表2電纜線路一級指標判斷矩陣AHP法是把復雜的問題分解為若干個組成因素，將這些因素按相互關聯(lián)度及隸屬關系分組形成有序的階梯層次結構，形成一個多層次的分析評價模型，通過兩兩比較的方式確定層次中各因素的相對重要性，然后根據(jù)實際情況，以決定各因素的權重系數(shù)。該方法基于專家對各項指標重要性的主觀認知程度，具有一定的說服力度。層次分析法求取權重的方法有幾何平均法、算術平均法、特征向量法、最小二乘法4種?；谂袛嗑仃?，可很容易地得到各狀態(tài)量指標的權重。但是，AHP法計算得到的權重只有通過了一致性檢驗才可以被使用。具體的，首先計算一致性指標CI(ConsistencyIndex)，CI可通過下式進行計算：CI=λmax-nn-1]]>其中λmax表示判斷矩陣的最大特征值，n代表判斷矩陣的維數(shù)。其次，計算一致性比例：CR=CIRI]]>其中，RI為平均隨機一致性指標，其取值可通過查表3獲得。當CR＜0.1，判斷矩陣可靠；當CR≥0.1，矩陣不可靠，需要重新建立矩陣。表3平均隨機一致性指標經(jīng)過計算，表2中的判斷矩陣的CR＝0.0047<0.1，因此該判斷矩陣通過一致性檢驗。AHP法計算得到的權重只有通過了一致性檢驗才可以被使用，這就保障了權重的科學性與合理性；第二，將總目標化為有序的若干層次和若干元素，這特別適用于有層次體系的多指標評價對象；第三，層次分析法所涉及的運算量不大，模型易于操作，便于以簡便的操作解決復雜問題；第四，通過層次分析法可以將總的評價指標量化，定量研究各下層的狀態(tài)量指標對電纜線路的運行狀態(tài)的影響程度的問題。類似的，同理，依據(jù)專家評分，建立各一級指標的二級指標判斷矩陣，采用最大特征值法可以求出各個部件相應的狀態(tài)量的權重，如下表4所示：表4二級指標(狀態(tài)量)權重在本發(fā)明的技術方案中，運用層次分析法的過程和步驟，包括其中的如構造兩比較判斷矩陣及矩陣運算的數(shù)學方法，確定對于上一層次的某個元素而言，本層次中與其相關元素的重要性排序——相對權值，計算各層元素對系統(tǒng)目標的合成權重，等等，都與常規(guī)層次分析法相同。步驟S2、獲取各狀態(tài)量指標的評分。本發(fā)明實施例中根據(jù)狀態(tài)量指標的劣化程度，用得分對狀態(tài)量指標進行無量綱化處理，采用百分制，分值從0分到100分，以60分為作為危險閾值，100分為滿分對電纜線路各個部件狀態(tài)進行評分。各狀態(tài)量指標分數(shù)越高，表明該狀態(tài)量指標的運行狀態(tài)越好。需要說明的是，本發(fā)明實施例中的步驟S1和步驟S2可以互換順序，不影響該方法的實施。步驟S3、獲取適用于所述電纜線路的模糊評價集和與模糊評價集對應的清晰評價標準。對于電纜線路而言，本發(fā)明實施例將電纜線路的狀態(tài)劃分為“良好”、“正?！薄ⅰ翱梢伞?、“異常”、“危險”五種狀態(tài)，即確定模糊評價集V＝{良好、正常、可疑、異常、危險}，其中，危險：0～60；異常：60～70；可疑：70～80；正常：80～90；良好：90～100。良好狀態(tài)是指設備運行穩(wěn)定，所有狀態(tài)量符合標準或遠離異常值。此時，設備發(fā)生故障的概率極低，可以長期運行。正常狀態(tài)是指設備狀態(tài)量正常或其中個別參數(shù)表明可靠性稍有下降，但遠未達到異常值。此時，應按照設備原有檢修計劃安排檢修；可疑狀態(tài)表示設備的幾個狀態(tài)量不符合標準，但不影響設備運行；異常狀態(tài)是指設備狀態(tài)量接近或達到規(guī)程中的異常值，顯示設備將要或者已經(jīng)出現(xiàn)故障，但是在短期內不會發(fā)生事故的情況。此時，應減小設備檢修的周期；危險狀態(tài)表示設備狀態(tài)量危險超出異常值或危險異常，設備在運行中隨時可能發(fā)生事故。此時，設備應該立即停電進行檢修。為了得到清晰評價結論，本發(fā)明實施例中的清晰評價標準包括良好狀態(tài)為[1,0,0,0,0]，正常狀態(tài)為[0,1,0,0,0]，可疑狀態(tài)為[0,0,1,0,0]，異常狀態(tài)為[0,0,0,1,0]，危險狀態(tài)為[0,0,0,0,1]。顯然，清晰評價標準與模糊評價集的元素是一一對應的。步驟S4、結合各狀態(tài)量指標的評分和權重，基于電纜線路的模糊評價集，獲得電纜線路的健康狀態(tài)的模糊評價結論。本實施例中的隸屬函數(shù)優(yōu)選如圖3所示的三角形與梯形組合分布隸屬函數(shù)，該隸屬函數(shù)計算起來較為簡便，且精確性與復雜的隸屬函數(shù)相比差距不是很大。模糊集合中，隸屬函數(shù)值域的取值范圍為[0,1]，隸屬函數(shù)如下所示：良好狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：μ1(x)=1x≥950.1x-8.585≤x≤950x≤85]]>正常狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：可疑狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：異常狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：危險狀態(tài)下的隸屬函數(shù)：利用上述隸屬函數(shù)結合狀態(tài)量指標的權重，所得到的針對電纜線路的健康狀態(tài)的模糊評價結論即為隸屬數(shù)列，可表征為以下形式：{Xi}＝{Xi(1),Xi(2),…Xi(5)}。其中，Xi(1),Xi(2),…Xi(5)為任意大于等于0小于等于1的實數(shù)，Xi(1)表征電纜線路屬于良好狀態(tài)的程度，Xi(2)表征電纜線路屬于正常狀態(tài)的程度，Xi(3)表征電纜線路屬于可疑狀態(tài)的程度，Xi(4)表征電纜線路屬于異常狀態(tài)的程度，Xi(5)表征電纜線路屬于危險狀態(tài)的程度。步驟S5、利用灰色關聯(lián)理論，基于清晰評價標準，處理模糊評價結論，得到電纜線路的健康狀態(tài)的清晰評價結論?；疑P聯(lián)理論是灰色系統(tǒng)理論的重要組成部分之一，而且是灰色系統(tǒng)分析、建模、預測、決策的基石?；疑P聯(lián)分析是對運行機制與物理原型不清楚或者根本缺乏物理原型的灰色關系序列化、模式化，進而建立灰色關聯(lián)分析模型，使灰色關系量化、序化、顯化，能為復雜系統(tǒng)的建模提供重要的技術分析手段。將灰色關聯(lián)理論引入到模糊評價中，利用模糊對象的模糊綜合評價對清晰綜合評價的關聯(lián)度，來確定電纜線路的狀態(tài)等級，克服了隸屬度原則造成的誤差。具體的：可計算模糊評價結論與每一清晰評價標準的關聯(lián)系數(shù)，即通過計算模糊評價結論與每一清晰評價標準的關聯(lián)系數(shù)，其中，Δi(k)＝|X0(k)-Xi(k)|，X0(k)為清晰評價標準中的元素，k為大于等于1、小于等于5的整數(shù)，Mmin為兩級最小差，Mmax為兩級最大差。接著，可基于計算得到的全部關聯(lián)系數(shù)，通過計算關聯(lián)度，該關聯(lián)度即為所需要得到的準確的健康狀態(tài)評估結果。在本發(fā)明實施例的一個具體應用場景中，以廣西南寧供電局城西分局安明II924中壓電纜線路的試驗及巡檢數(shù)據(jù)為算例，計算其最終各種狀態(tài)相應的隸屬度。該線路鋪設的電纜型號是LSN10/3.1-3X9.5m。該段線路負荷為額定負荷的70％；絕緣電阻試驗與初值比較沒有顯著差別；電纜外形有兩處輕微破損；防火阻燃與埋深都滿足設計要求；電纜終端表面有污穢，略有破損，相間溫度差為7K，接頭溫度為70℃，防火阻燃措施完善；電纜中間接頭無異常發(fā)熱，運行環(huán)境優(yōu)良，中間頭無明顯破損，防火阻燃滿足要求；接地引下線外觀良好，接地電阻為8.7Ω；電纜井無積水、則無，基礎無破損，電纜管溝無積水、無下沉，電纜線路保護區(qū)運行環(huán)境正常，防火阻燃滿足設計要求；輔助設施安裝牢固，但有中度銹蝕。標識安裝高度未達到要求。根據(jù)該段電纜線路的實際健康狀態(tài)得到各部件狀態(tài)量得分如下：表5各部件狀態(tài)量得分最終的綜合評判結果為：[0.9669,0.0369,0,0,0]。結合五種狀態(tài)清晰評判，與良好狀態(tài)的關聯(lián)度為0.9669；與正常狀態(tài)的關聯(lián)度是0.0369；與可疑狀態(tài)的關聯(lián)度是0；與異常狀態(tài)的關聯(lián)度是0；與危險狀態(tài)的關聯(lián)度是0。因此，可證明該段電纜線路運行在正常狀態(tài)。綜上，本發(fā)明實施例提供了一種對電纜線路進行健康狀態(tài)評估的方法，該方法基于各狀態(tài)量指標的評分，通過各狀態(tài)量指標的權重，首先對電纜線路進行模糊評價，之后基于模糊評價結論，得到電纜線路的健康狀態(tài)的清晰評價結論，對電纜線路健康狀態(tài)做出及時、準確的評估，能夠使得工作人員及時了解對應的電纜線路的健康狀況，從而便于對其進行合理使用和維修、故障預測以及配電管理等操作。通過以上的實施方式的描述，所屬領域的技術人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件的方式來實現(xiàn)，當然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在可讀取的存儲介質中，如計算機的軟盤，硬盤或光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述的方法。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。當前第1頁1 2 3