本發(fā)明涉及設(shè)備綜合評估技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于變權(quán)重的變壓器模糊綜合評價方法。

背景技術(shù)：

大型電力變壓器是電網(wǎng)傳輸電能的樞紐，其安全可靠性是保障電力系統(tǒng)可靠運行的必備條件，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模和變壓器容量的不斷增大，其故障對國民經(jīng)濟(jì)造成的損失也愈來愈大。

變壓器狀態(tài)評價是狀態(tài)檢修決策的重要依據(jù)，決定了設(shè)備狀態(tài)檢修的項目和內(nèi)容，并直接影響到變壓器狀態(tài)檢修的質(zhì)量和效果。電力變壓器狀態(tài)評價涉及到眾多狀態(tài)量，各狀態(tài)量變化情況對其健康狀態(tài)都有直接或間接影響。在狀態(tài)評價中，應(yīng)充分考慮到每個狀態(tài)量與評價目標(biāo)的關(guān)系以及各狀態(tài)量之間的相互關(guān)系。

權(quán)重是狀態(tài)評價模型的重要信息，反映的是各指標(biāo)在評估過程中的地位和作用，是指標(biāo)在評價過程中其相對重要度的一種主觀度量的客觀反映。因變壓器各因素指標(biāo)在評估過程中所起作用的不同，應(yīng)根據(jù)各指標(biāo)的重要程度分別賦予不同的權(quán)重值，才能客觀、準(zhǔn)確地把握變壓器的運行狀態(tài)。因此，合理地確定權(quán)重是保證狀態(tài)評價質(zhì)量的關(guān)鍵。

目前，對變壓器狀態(tài)評價中指標(biāo)權(quán)重的確定方法研究較少，主要采用的是常權(quán)評價模型，這樣導(dǎo)致不能體現(xiàn)小權(quán)重值狀態(tài)量的劣化對評價目標(biāo)的影響，這使得權(quán)重系數(shù)的分配不合理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于變權(quán)重的變壓器模糊綜合評價方法，該方法根據(jù)狀態(tài)指標(biāo)的實際大小實現(xiàn)狀態(tài)量權(quán)重值的改變，以增加劣化度大的狀態(tài)量對評價目標(biāo)的影響，使?fàn)顟B(tài)評價更為合理。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提出了一種基于變權(quán)重的變壓器模糊綜合評價方法，包括以下步驟：s1：根據(jù)預(yù)先建立的變壓器狀態(tài)綜合評價指標(biāo)體系收集狀態(tài)數(shù)據(jù)，并采用極差變換法和專家評分法對評價指標(biāo)進(jìn)行無量綱規(guī)范化處理；s2：采用層次分析法確定各評價因素的常權(quán)值，結(jié)合規(guī)范化處理后得到的評價指標(biāo)集對常權(quán)向量進(jìn)行變權(quán)處理；s3：建立電力變壓器狀態(tài)等級評語集，其中，所述狀態(tài)等級評語集中的狀態(tài)等級至少包括正常、注意、異常和嚴(yán)重；s4：根據(jù)隸屬函數(shù)計算評價模型中最底層對四個狀態(tài)等級的隸屬度，確定模糊綜合評判矩陣，并求得評判結(jié)果，最后采用模糊綜合評判算子得出變壓器的整體狀態(tài)；s5：對模糊綜合評判得到各狀態(tài)的隸屬度，采用最大隸屬度原則確定變壓器的運行狀態(tài)等級。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的基于變權(quán)重的變壓器模糊綜合評價方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在一些示例中，所述評價指標(biāo)包括定量指標(biāo)和定性指標(biāo)。

在一些示例中，所述s1，進(jìn)一步包括：采用極差變換法對所述定量指標(biāo)各項指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化；采用專家評分法，以專家調(diào)查的形式對所述定性指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化處理。

在一些示例中，所述采用極差變換法對所述定量指標(biāo)各項指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，進(jìn)一步包括：將最好的屬性指標(biāo)值規(guī)范化后為1，將最差的屬性指標(biāo)值規(guī)范化后為0，其余的屬性指標(biāo)值均用線性插值法得到規(guī)范化指標(biāo)值，其轉(zhuǎn)換計算公式如下：

對越小越優(yōu)型指標(biāo)，計算公式為：

對越大越優(yōu)型指標(biāo)，規(guī)范化公式為：

式(2)中，xi為屬性指標(biāo)i歸一化后的值，vi⁺為指標(biāo)i允許值，vi^-為該指標(biāo)注意值，vi為該指標(biāo)實測值。

在一些示例中，以專家調(diào)查的形式對所述定性指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化處理，進(jìn)一步包括：給出評判對象和評價指標(biāo)根據(jù)，由多位專家按經(jīng)驗評分，其中，評分區(qū)間為[0，1]，分值越大指標(biāo)性能越優(yōu)，同時根據(jù)各專家的技術(shù)水平和經(jīng)驗豐富程度，對專家賦予相應(yīng)權(quán)值，然后對專家評分加權(quán)，具體公式為：

式(3)中，xi為定性指標(biāo)的規(guī)范化得分，xij為第j位專家對指標(biāo)i的評分，m為受調(diào)查的專家數(shù)，ρj為第j位專家的分配權(quán)重值，且ρ1+ρ2+...+ρm＝1。

在一些示例中，所述s2，進(jìn)一步包括：首先構(gòu)造判斷矩陣，設(shè)定評價因素集為{u1，u2，…，un}，對目標(biāo)層下的各因素進(jìn)行兩兩比較，采用標(biāo)度法，通過兩兩比較各評價因素間的重要性，建立比較判斷矩陣：

根據(jù)所述判斷矩陣，按以下式(5)求出其最大特征根值λmax所對應(yīng)的特征向量ω，其中，式(5)為：

aω＝λmaxω(5)

得到的特征向量ω經(jīng)歸一化即為評價因素的權(quán)重匹配。

在一些示例中，還包括：對常權(quán)向量進(jìn)行變權(quán)處理，具體包括：

設(shè)因素ui在最嚴(yán)重狀態(tài)(xi∈[0，xm])，其它因素正常時ui所占的權(quán)重為：

ω0i＝ωi(xm，…，xm，0，xm，…，xm)(6)

其中，ω0i可視為因素ui所占權(quán)重的最大值，可以由專家評定，在專家評定困難且n≥3時，可以按式下式(7)計算：

設(shè)變權(quán)處理的權(quán)向量為：

w′＝[ω′1，ω′2，...，ω′i，...，ω′n](8)

則變權(quán)之后的權(quán)重值ω′i的確定方法為：

在式(8)中，xi為評價指標(biāo)歸一化處理后的評價分值，λj(xj)為函數(shù)，可表示為：

其中，

在一些示例中，所述s3，進(jìn)一步包括：根據(jù)狀態(tài)等級建立不同形式的分布函數(shù)，具體包括：偏大型嶺形分布作為正常狀態(tài)的分布函數(shù)：

中間型嶺形分布作為注意狀態(tài)的分布函數(shù)：

中間型嶺形分布作為異常狀態(tài)的分布函數(shù)：

偏小型嶺形分布作為嚴(yán)重狀態(tài)的分布函數(shù)：

其中，ai(i＝1,2,3,4,5,6)為四個狀態(tài)等級的模糊分界點。

在一些示例中，其中，a1＝0.1，a2＝0.3，a3＝0.4，a4＝0.6，a5＝0.7，a6＝0.9。

根據(jù)本發(fā)明實施例的基于變權(quán)重的變壓器模糊綜合評價方法，針對模糊綜合評價中，常權(quán)不能客觀反映某些極度劣化或者嚴(yán)重偏離正常值的評價因素指標(biāo)對變壓器綜合評價結(jié)果的影響，引進(jìn)變權(quán)思想，進(jìn)而根據(jù)變壓器各項評價指標(biāo)的實際值進(jìn)行變權(quán)處理，使得變壓器劣化狀態(tài)綜合評價方法更趨合理，同時減少評價者主觀因素的影響。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于變權(quán)重的變壓器模糊綜合評價方法的流程圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的基于變權(quán)重的變壓器模糊綜合評價方法。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于變權(quán)重的變壓器模糊綜合評價方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟：

步驟s1：根據(jù)預(yù)先建立的變壓器狀態(tài)綜合評價指標(biāo)體系收集狀態(tài)數(shù)據(jù)，并采用極差變換法和專家評分法對評價指標(biāo)進(jìn)行無量綱規(guī)范化處理。

具體地，在步驟s1中，評價指標(biāo)例如包括定量指標(biāo)和定性指標(biāo)。

基于此，步驟s1，進(jìn)一步包括：采用極差變換法對定量指標(biāo)各項指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化；采用專家評分法，以專家調(diào)查的形式對定性指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化處理。

更為具體地，采用極差變換法對定量指標(biāo)各項指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，進(jìn)一步包括：

將最好的屬性指標(biāo)值規(guī)范化后為1，將最差的屬性指標(biāo)值規(guī)范化后為0，其余的屬性指標(biāo)值均用線性插值法得到規(guī)范化指標(biāo)值，其轉(zhuǎn)換計算公式如下：

對越小越優(yōu)型指標(biāo)，計算公式為：

對越大越優(yōu)型指標(biāo)，規(guī)范化公式為：

式(2)中，xi為屬性指標(biāo)i歸一化后的值，vi⁺為指標(biāo)i允許值(即出廠最優(yōu)值)，vi^-為該指標(biāo)注意值，其值的確定可以參考相關(guān)規(guī)程，vi為該指標(biāo)實測值。

進(jìn)一步地，以專家調(diào)查的形式對定性指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化處理，進(jìn)一步包括：

給出評判對象和評價指標(biāo)根據(jù)，由多位專家按經(jīng)驗評分，其中，評分區(qū)間為[0，1]，分值越大指標(biāo)性能越優(yōu)，同時根據(jù)各專家的技術(shù)水平和經(jīng)驗豐富程度，對專家賦予相應(yīng)權(quán)值，然后對專家評分加權(quán)，具體公式為：

式(3)中，xi為定性指標(biāo)的規(guī)范化得分，xij為第j位專家對指標(biāo)i的評分，m為受調(diào)查的專家數(shù)，ρj為第j位專家的分配權(quán)重值，且ρ1+ρ2+...+ρm＝1。

步驟s2：采用層次分析法確定各評價因素的常權(quán)值，結(jié)合規(guī)范化處理后得到的評價指標(biāo)集對常權(quán)向量進(jìn)行變權(quán)處理。

具體地，在發(fā)明的一個實施例中，步驟s2進(jìn)一步包括：

首先構(gòu)造判斷矩陣，設(shè)定評價因素集為{u1，u2，…，un}，對目標(biāo)層下的各因素進(jìn)行兩兩比較，采用標(biāo)度法，通過兩兩比較各評價因素間的重要性，建立比較判斷矩陣：

根據(jù)判斷矩陣，按以下式(5)求出其最大特征根值λmax所對應(yīng)的特征向量ω，其中，式(5)為：

aω＝λmaxω(5)

得到的特征向量ω經(jīng)歸一化即為各評價因素的重要性排序，也就是各因素的權(quán)重匹配。

需要說明的是，由于構(gòu)造的判斷矩陣不具備一致性，以上得到的權(quán)重分配是否合理，還需要對判斷矩陣的一般一致性進(jìn)行檢驗。

進(jìn)一步地，常權(quán)向量只能反映各個因素或指標(biāo)在同等重要的情況下兩兩相互比較而得到的權(quán)向量，但不能完全反映設(shè)備實際，實際的設(shè)備評估中平均指標(biāo)往往不是同等重要的，對于評價指標(biāo)較低的評價因素將不能得到有效的評價，因此需要在常權(quán)重的基礎(chǔ)上進(jìn)行變權(quán)重處理，從而突出評估值較低因素。

基于此，在本發(fā)明的一個實施例中，該方法還包括：對常權(quán)向量進(jìn)行變權(quán)處理，具體包括：

設(shè)因素ui在最嚴(yán)重狀態(tài)(xi∈[0，xm])，其它因素正常時ui所占的權(quán)重為：

ω0i＝ωi(xm，…，xm，0，xm，…，xm)(6)

其中，ω0i可視為因素ui所占權(quán)重的最大值，可以由專家評定，在專家評定困難且n≥3時，可以按式下式(7)計算：

設(shè)變權(quán)處理的權(quán)向量為：

w′＝[ω′1，ω′2，...，ω′i，...，ω′n](8)

則變權(quán)之后的權(quán)重值ω′i的確定方法為：

在式(8)中，xi為評價指標(biāo)歸一化處理后的評價分值，λj(xj)為函數(shù)，可表示為：

其中，

進(jìn)而，通過以上過程即可將常權(quán)向量進(jìn)行變權(quán)處理。

步驟s3：建立電力變壓器狀態(tài)等級評語集，其中，狀態(tài)等級評語集中的狀態(tài)等級至少包括正常、注意、異常和嚴(yán)重。例如，建立的電力變壓器狀態(tài)等級評語集記作v，則v＝{正常，注意，異常，嚴(yán)重}。

具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，步驟s3，進(jìn)一步還包括：根據(jù)狀態(tài)等級建立不同形式的分布函數(shù)，具體包括：

偏大型嶺形分布作為正常狀態(tài)的分布函數(shù)：

中間型嶺形分布作為注意狀態(tài)的分布函數(shù)：

中間型嶺形分布作為異常狀態(tài)的分布函數(shù)：

偏小型嶺形分布作為嚴(yán)重狀態(tài)的分布函數(shù)：

其中，ai(i＝1,2,3,4,5,6)為四個狀態(tài)等級的模糊分界點。更為具體地，例如，其中的a1＝0.1，a2＝0.3，a3＝0.4，a4＝0.6，a5＝0.7，a6＝0.9。

步驟s4：根據(jù)隸屬函數(shù)計算評價模型中最底層對四個狀態(tài)等級的隸屬度，確定模糊綜合評判矩陣ri，并求得評判結(jié)果bi＝wiri，最后采用模糊綜合評判算子b＝wr得出變壓器的整體狀態(tài)。

步驟s5：對模糊綜合評判得到各狀態(tài)的隸屬度bj(j＝1，2，3，4)，采用最大隸屬度原則確定變壓器的運行狀態(tài)等級。

綜上，本發(fā)明實施例方法是在傳統(tǒng)的常權(quán)重指標(biāo)確定方法的基礎(chǔ)上引入變權(quán)重指標(biāo)方法，使得權(quán)重系數(shù)分配更合理，并根據(jù)狀態(tài)指標(biāo)的實際大小實現(xiàn)狀態(tài)量權(quán)重值的改變，以增加劣化度大的狀態(tài)量對評價目標(biāo)的影響，使?fàn)顟B(tài)評價更為合理。

根據(jù)本發(fā)明實施例的基于變權(quán)重的變壓器模糊綜合評價方法，針對模糊綜合評價中，常權(quán)不能客觀反映某些極度劣化或者嚴(yán)重偏離正常值的評價因素指標(biāo)對變壓器綜合評價結(jié)果的影響，引進(jìn)變權(quán)思想，進(jìn)而根據(jù)變壓器各項評價指標(biāo)的實際值進(jìn)行變權(quán)處理，使得變壓器劣化狀態(tài)綜合評價方法更趨合理，同時減少評價者主觀因素的影響。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。