本發(fā)明涉及一種火電機(jī)組可靠性評(píng)價(jià)方法，屬于發(fā)電
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：隨著電力體制的不斷改進(jìn)，發(fā)電市場(chǎng)由壟斷性行業(yè)向競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)結(jié)構(gòu)過(guò)渡，發(fā)電企業(yè)逐漸成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主體，將會(huì)面臨著越來(lái)越激烈的競(jìng)爭(zhēng)。發(fā)電廠在參與激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，設(shè)備的可靠性顯得更加重要。發(fā)電設(shè)備可靠性研究首先可以保證設(shè)備的安全運(yùn)行，而安全生產(chǎn)是發(fā)電廠中的首要任務(wù)，通過(guò)可靠性分析可以確定出設(shè)備或系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)和關(guān)鍵部位，及時(shí)對(duì)其采取措施消除安全隱患，增加系統(tǒng)可靠性。因此認(rèn)真分析研究火電機(jī)組的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)，影響因素，對(duì)火電機(jī)組的生存和發(fā)展有著重要意義。目前，對(duì)火電機(jī)組可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，一般都是采用單一方法確定指標(biāo)權(quán)重，如專家估計(jì)法、層次分析法(ahp)、經(jīng)驗(yàn)判斷法、熵權(quán)法、主成分分析法等，這樣的評(píng)價(jià)方法具有一定的片面性，得到的評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況存在著一定的偏差，因此有必要加以改進(jìn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種火電機(jī)組可靠性評(píng)價(jià)方法，以提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本發(fā)明所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案解決的：一種火電機(jī)組可靠性評(píng)價(jià)方法，所述方法在確定規(guī)劃方案，建立層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，由層次分析法確定準(zhǔn)則權(quán)重，通過(guò)選擇消去法，從和諧性指數(shù)和不和諧性指數(shù)兩個(gè)方面表達(dá)方案的優(yōu)劣，然后綜合賦值級(jí)別高于關(guān)系，最后采用凈優(yōu)勢(shì)分值法對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行排序。上述火電機(jī)組可靠性評(píng)價(jià)方法，所述方法包括以下步驟：a.確定規(guī)劃方案，建立層次結(jié)構(gòu)選取n個(gè)火電機(jī)組可靠性指標(biāo)作為代表性準(zhǔn)則，同時(shí)選取m個(gè)規(guī)劃方案，建立ahp層次結(jié)構(gòu)；b.確定各準(zhǔn)則權(quán)重①把第i個(gè)準(zhǔn)則對(duì)第j個(gè)準(zhǔn)則的相對(duì)重要性記為aij，構(gòu)造權(quán)重的判斷矩陣a：采用ahp中常用的9級(jí)標(biāo)度法給判斷矩陣a的元素aij賦值；②求判斷矩陣a的最大本征值λmax和權(quán)向量w由判斷矩陣a求得最大本征值λmax；用本征向量法可以求得矩陣a的最大本征值λmax，但是，求λ要解n次方程，當(dāng)n≥3時(shí)計(jì)算比較麻煩，可以用近似算法如下：(1)a中每行元素連乘并開(kāi)n次方：(2)求權(quán)重：(3)a中每列元素求和：(4)計(jì)算λmax的值：將aij作為屬性(屬性即可靠性指標(biāo))i的相對(duì)重要性的權(quán)重wi和屬性j的相對(duì)重要性的權(quán)重wj之比的近似值，即aij＝wi/wj，則權(quán)向量w＝[w1w2…wn]t由下式求得：aw＝λmaxw(5)③判斷矩陣a的一致性檢驗(yàn)如果從判斷矩陣a求得的最大本征值λmax大于臨界本征值λ‘max，則不能通過(guò)一致性檢驗(yàn)，需要決策人對(duì)判斷矩陣a中元素aij的值進(jìn)行調(diào)整后重新計(jì)算λmax，直到λmax小于λ‘max為止；c.確定各準(zhǔn)則閾值，計(jì)算和諧性指數(shù)和不和諧性指數(shù)①問(wèn)題求解所需的基本信息設(shè)屬性j＝1,2,…,n均為效益型，qj[yj(ai)]是方案間在屬性j上無(wú)差異的門檻值(或稱無(wú)差別閾值)，即方案ai與方案ak的屬性j值之差小于qj時(shí)，這兩個(gè)方案在屬性j上是無(wú)差異的；pj[yj(ai)]表示方案ai的屬性值yj(ai)嚴(yán)格優(yōu)于方案ak的屬性值yj(ak)的門檻值(或稱嚴(yán)格優(yōu)于閾值)；vj[yj(ai)]表示否決門檻值(或稱否決閾值)，即方案ai的屬性值yj(ai)低于方案ak的屬性值yj(ak)達(dá)到或超過(guò)vj[yj(ai)]時(shí)，不再承認(rèn)方案ai在總體上級(jí)別高于方案ak；②定義和諧性指數(shù)和不和諧性指數(shù)定義有序方案對(duì)(ai,ak)的和諧性指數(shù)c(ai,ak)為其中不和諧性指數(shù)dj(ai,ak)為d.計(jì)算賦值級(jí)別高于關(guān)系有序方案對(duì)(ai,ak)的賦值級(jí)別高于關(guān)系s(ai,ak)定義為e.計(jì)算總得分，確定各方案次序關(guān)系計(jì)算方案al的滿意分值δl：按滿意分值的大小對(duì)n個(gè)方案進(jìn)行排序，分值越大的方案滿意度越高。上述火電機(jī)組可靠性評(píng)價(jià)方法，所述火電機(jī)組可靠性指標(biāo)選取八個(gè)，分別為：(1)利用系數(shù)(utf)(2)可用系數(shù)(af)(3)運(yùn)行系數(shù)(sf)(4)計(jì)劃停運(yùn)系數(shù)(pof)(5)非計(jì)劃停運(yùn)系數(shù)(uof)(6)強(qiáng)迫停運(yùn)系數(shù)(fof)(7)等效可用系數(shù)(eaf)(8)等效強(qiáng)迫停用率(efor)其中，利用小時(shí)(uth)是指機(jī)組發(fā)電量折合成銘牌容量時(shí)的運(yùn)行小時(shí)數(shù)。統(tǒng)計(jì)期間小時(shí)(ph)設(shè)備處于使用狀態(tài)的日歷小時(shí)數(shù)?？捎眯r(shí)是指設(shè)備處于可用狀態(tài)的小時(shí)數(shù)，等于運(yùn)行小時(shí)(rh)與備用小時(shí)(sh)之和?？捎孟禂?shù)是輔機(jī)設(shè)備的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。運(yùn)行小時(shí)(sh)是指設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)的小時(shí)數(shù)。運(yùn)行系數(shù)指標(biāo)的高低直接反映出機(jī)組在網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短，可以通過(guò)運(yùn)行小時(shí)來(lái)確定設(shè)備是否進(jìn)行檢修，定期工作。運(yùn)行系數(shù)與可用系數(shù)的區(qū)別在于可用系數(shù)分子中包含了備用的時(shí)間。在同樣可用系數(shù)的情況下，運(yùn)行系數(shù)高說(shuō)明機(jī)組的備用時(shí)間短，反之則說(shuō)明機(jī)組的備用時(shí)間長(zhǎng)。計(jì)劃停運(yùn)小時(shí)(poh)是指設(shè)備處于計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的小時(shí)數(shù)。非計(jì)劃停運(yùn)小時(shí)(uoh)是指設(shè)備處于非計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的小時(shí)數(shù)，包括第一至五類非計(jì)劃停運(yùn)小時(shí)數(shù)。非計(jì)劃停運(yùn)系數(shù)是評(píng)價(jià)電力企業(yè)生產(chǎn)管理的重要指標(biāo)，直接反映出設(shè)備的運(yùn)行水平、檢修質(zhì)量、設(shè)備管理水平。強(qiáng)迫停運(yùn)小時(shí)(foh)是機(jī)組處于第一至三類非計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的小時(shí)數(shù)之和。主要反映出事故的突發(fā)性。等效可用系數(shù)標(biāo)志著發(fā)電機(jī)組滿出力運(yùn)行的能力。等效可用系數(shù)則涵蓋了發(fā)電機(jī)組的全部性能，是衡量發(fā)電機(jī)組自身能力的較為完善的指標(biāo)。發(fā)電設(shè)備發(fā)生強(qiáng)迫停運(yùn)的時(shí)間概率，其值為強(qiáng)迫停運(yùn)小時(shí)和第1～3類非計(jì)劃降低出力等效小時(shí)之和與運(yùn)行小時(shí)、強(qiáng)迫停運(yùn)小時(shí)和第1～3類非計(jì)劃降低出力等效小時(shí)之和的比值。上述火電機(jī)組可靠性評(píng)價(jià)方法，所述無(wú)差別閾值＝10％*(最大準(zhǔn)則值-最小準(zhǔn)則值)，嚴(yán)格優(yōu)于閾值＝3*無(wú)差別閾值，否決閾值＝2*(最大準(zhǔn)則值-最小準(zhǔn)則值)。本發(fā)明由ahp和electre兩種方法共同確定指標(biāo)權(quán)重，既包含了主觀的邏輯判斷和分析，又依靠客觀規(guī)律進(jìn)行精確計(jì)算和推演，從而使決策過(guò)程具有很強(qiáng)的條理性和科學(xué)性。該方法計(jì)算簡(jiǎn)單、科學(xué)合理，能夠?qū)痣姍C(jī)組的可靠性做出全面的分析和評(píng)價(jià)。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。附圖說(shuō)明圖1是火電機(jī)組可靠性評(píng)價(jià)體系圖；圖2是本發(fā)明的方法流程圖。文中各符號(hào)為：aij為第i個(gè)目標(biāo)對(duì)第j個(gè)準(zhǔn)則的相對(duì)重要性；a為判斷矩陣；λmax為最大本征值；w為權(quán)向量；wi為屬性i的相對(duì)重要性的權(quán)重；wj為屬性j的相對(duì)重要性的權(quán)重；qj[yj(ai)]是方案間在屬性j上無(wú)差異的門檻值；pj[yj(ai)]表示方案ai的屬性值yj(ai)嚴(yán)格優(yōu)于方案ak的屬性值yj(ak)的門檻值；vj[yj(ai)]表示否決門檻值；c(ai,ak)為有序方案對(duì)(ai,ak)的和諧性指數(shù)；dj(ai,ak)為有序方案對(duì)(ai,ak)的不和諧性指數(shù)；s(ai,ak)為有序方案對(duì)(ai,ak)的賦值級(jí)別高于關(guān)系；δl為方案al的滿意分值；i是單位矩陣。具體實(shí)施方式本發(fā)明包含以下步驟：(一)、確定規(guī)劃方案，建立層次結(jié)構(gòu)。根據(jù)火電機(jī)組可靠性評(píng)價(jià)意圖，選取8個(gè)火電機(jī)組可靠性指標(biāo)作為代表性準(zhǔn)則，分別為：利用系數(shù)(utf)、可用系數(shù)(af)、運(yùn)行系數(shù)(sf)、計(jì)劃停運(yùn)系數(shù)(pof)、非計(jì)劃停運(yùn)系數(shù)(uof)、強(qiáng)迫停運(yùn)系數(shù)(fof)、等效可用系數(shù)(eaf)、等效強(qiáng)迫停用率(efor)。同時(shí)選取8個(gè)方案，建立ahp層次結(jié)構(gòu)圖如圖1。(二)、確定各準(zhǔn)則權(quán)重。權(quán)重的判斷矩陣a是一個(gè)互反矩陣，且矩陣元素aij(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,n)有如下性質(zhì)：aij＞0；aij＝1/aji；aii＝1；確定矩陣元素aij需要決策者反復(fù)回答如下問(wèn)題：ai和aj哪一個(gè)更重要，重要程度如何？本文采用ahp中常用的9級(jí)標(biāo)度法給判斷矩陣的元素賦值。(1)由決策人利用表1構(gòu)造矩陣a矩陣a是n個(gè)目標(biāo)成對(duì)比較的結(jié)果。把第i個(gè)目標(biāo)對(duì)第j個(gè)目標(biāo)的相對(duì)重要性記為aij，并認(rèn)為，這就是屬性i的權(quán)wi和屬性j的權(quán)wj之比的近似值，aij＝wi/wj，即：表1目標(biāo)重要性判斷矩陣a中元素的取值(2)用本征向量法求λmax和w把第i個(gè)目標(biāo)(準(zhǔn)則)對(duì)第j個(gè)目標(biāo)的相對(duì)重要性記為aij，并認(rèn)為，這就是屬性i的相對(duì)重要性的權(quán)重wi和屬性j的相對(duì)重要性的權(quán)重wj之比的近似值，aij＝wi/wj由上式可得：即(a-ni)w＝0式中i是單位矩陣，如果目標(biāo)重要性判斷矩陣a中的值估計(jì)準(zhǔn)確，上式嚴(yán)格等于0(n維0向量)，如果a的估計(jì)不夠準(zhǔn)確，則a中元素的小的攝動(dòng)意味著本征值的小的攝動(dòng)，從而有aw＝λmaxw式中λmax是矩陣a的最大本征值。由上式可以求得本征向量即權(quán)向量w＝[w1w2…wn]t。(3)矩陣a的一致性檢驗(yàn)如果從矩陣a求得最大本征值λmax大于臨界本征值λ‘max，說(shuō)明決策人所給出的矩陣a中各元素aij的一致性太差，不能通過(guò)一致性檢驗(yàn)，需要決策人仔細(xì)斟酌，調(diào)整矩陣a中元素aij的值后重新計(jì)算λmax，直到λmax小于λ‘max為止。表2n階矩陣的隨機(jī)指標(biāo)ri和對(duì)應(yīng)的臨界本征值λ‘maxn2345678910ri0.000.580.901.121.241.321.411.451.49λ‘max3.1164.275.456.627.798.9910.1611.34(三)、確定各準(zhǔn)則閾值，計(jì)算和諧性指數(shù)和不和諧性指數(shù)。①問(wèn)題求解所需的基本信息設(shè)屬性j＝1,2,…,n均為效益型。qj是方案間在屬性j上無(wú)差異的門檻值，即方案ai與方案ak的屬性j值之差小于qj時(shí)，這兩個(gè)方案在屬性j上是無(wú)差異的，更一般的情況下qj是屬性值yj(ai)的函數(shù)，即可記作qj[yj(ai)]。與qj類似，pj[yj(ai)]表示方案ai的屬性值yj(ai)嚴(yán)格優(yōu)于方案ak的屬性值yj(ak)的門檻值。vj[yj(ai)]表示否決門檻值，即方案ai的屬性值yj(ai)低于方案ak的屬性值yj(ak)達(dá)到或超過(guò)vj[yj(ai)]時(shí)，不再承認(rèn)方案ai在總體上級(jí)別高于方案ak。取無(wú)差別閾值＝10％*(最大準(zhǔn)則值-最小準(zhǔn)則值)，嚴(yán)格優(yōu)于閾值＝3*無(wú)差別閾值，否決閾值＝2*(最大準(zhǔn)則值-最小準(zhǔn)則值)。wj為表示屬性j相對(duì)重要性的權(quán)重。②定義和諧性指數(shù)和不和諧性指數(shù)electre-iii法定義的有序方案對(duì)(ai,ak)的和諧性指數(shù)c(ai,ak)為其中指數(shù)cj(ai，ak)是在屬性j上ai優(yōu)于ak的程度，c(ai,ak)則可以作為支持“ai級(jí)別高于ak”這一論斷的測(cè)度。不和諧性指數(shù)dj(ai,ak)為dj(ai,ak)則是拒絕“ai級(jí)別高于ak”這一論斷，即不和諧性強(qiáng)度的測(cè)度。(四)、計(jì)算賦值級(jí)別高于關(guān)系。有序方案對(duì)(ai,ak)的賦值級(jí)別高于關(guān)系s(ai,ak)定義為(五)、計(jì)算總得分，確定各方案次序關(guān)系采用“凈優(yōu)勢(shì)分值法”作為判斷方案得分的依據(jù)，該方法可用公式表述如下：δl代表了方案al的滿意分值，分值最大的方案滿意度最高，分值第二大的方案次之，依此類推。本發(fā)明采用某地8家發(fā)電企業(yè)作為算例樣本，應(yīng)用上述評(píng)價(jià)方法對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)：對(duì)原始數(shù)據(jù)無(wú)量綱化得表1：表1：無(wú)量綱化后的數(shù)據(jù)權(quán)重的判斷矩陣a是一個(gè)互反矩陣，且矩陣元素aij(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,n)有如下性質(zhì)：aij＞0；aij＝1/aji；aii＝1；確定矩陣元素aij需要決策者反復(fù)回答如下問(wèn)題：ai和aj哪一個(gè)更重要，重要程度如何？本文采用ahp中常用的9級(jí)標(biāo)度法給判斷矩陣的元素賦值。得到判斷矩陣如表2。表2：準(zhǔn)則權(quán)重判斷矩陣本文案例中取無(wú)差別閾值＝10％*(最大準(zhǔn)則值-最小準(zhǔn)則值)，嚴(yán)格優(yōu)于閾值＝3*無(wú)差別閾值，否決閾值＝2*(最大準(zhǔn)則值-最小準(zhǔn)則值)。得到不同準(zhǔn)則閾值如表3。表3：不同準(zhǔn)則的閾值a1a2a3a4a5a6a7a8qj112.05257.82161.90134.39110.8495.4910.4720.078pj336.156173.463185.703103.17332.54716.4731.4160.234vj22411156.41238687.82216.98109.829.441.56根據(jù)上面所得到的和諧性指數(shù)和不和諧性指數(shù)，按式計(jì)算賦值級(jí)別高于關(guān)系矩陣如表4。表4：級(jí)別高于關(guān)系矩陣aa1a2a3a4a5a6a7a8a1-0.14731.32512-0.83520.88723-1.04400.47405-0.0156-0.1278a2-0.13921.25179-0.78900.83813-0.98620.44782-0.0148-0.1207a3-0.30912.77948-1.75201.86100-2.18990.99434-0.0328-0.2681a4-0.18981.70720-1.07611.14305-1.34500.61074-0.0201-0.1646a5-0.22121.98922-1.25391.33188-1.56720.71163-0.0235-0.1919a6-0.15091.35676-0.85510.90839-1.06890.48535-0.0160-0.1307a7-0.30132.70942-1.70771.81407-2.13460.96925-0.0320-0.2612a8-0.18601.67253-1.05411.11981-1.31760.59830-0.0197-0.1612根據(jù)凈優(yōu)勢(shì)分值法來(lái)計(jì)算各方案分值及排序結(jié)果見(jiàn)表5：表5：各方案的分值方案a1a2a3a4分值δ2.1613-12.1412-1.7365-10.9751方案a5a6a7a8分值δ1.4537-3.3091-2.07852.6645e-15由上述計(jì)算結(jié)果可知，8個(gè)火電機(jī)組可靠性強(qiáng)弱依次為a1>a5>a3>a7>a6>a4>a2>a8。本文是基于ahp和electre-iii法，對(duì)火電企業(yè)中火電機(jī)組的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)并作出決策。用ahp來(lái)確定實(shí)例中的權(quán)重，用electre-iii對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，兩種方法結(jié)合作為一種對(duì)火電機(jī)組可靠性評(píng)價(jià)的新方法。應(yīng)用凈優(yōu)勢(shì)法對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行排序，避免了原electre-iii法中的排序方法復(fù)雜性。最后計(jì)算出各個(gè)方案的總得分，成功對(duì)方案排序。當(dāng)前第1頁(yè)12