一種基于在線監(jiān)測的電力電纜接頭信息聚合評價方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種基于在線監(jiān)測的電力電纜接頭信息聚合評價方法，屬于電力系統(tǒng) 繼電保護技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市人口不斷增長和城市規(guī)模的不斷擴大，全社會的用電 需求量也在不斷增大，規(guī)模龐大的電力網(wǎng)絡迅速發(fā)展的同時，對電力部口電纜的安全運行， 事故預防也提出了更高的要求。在我國的城市電網(wǎng)中，輸配網(wǎng)絡電纜化，電力電纜的使用 越來越廣泛。城市電網(wǎng)中l(wèi)OkV高壓電力電纜大約每數(shù)百米左右就存在一處電纜接頭，該 些電纜接頭安裝在供電電纜分支箱內(nèi)。隨著電纜本體質(zhì)量的逐步提高，各種電纜接頭引發(fā) 的事故在電力電纜事故中的比例不斷上升。據(jù)統(tǒng)計，電纜接頭事故率占電纜事故的70%? 90%，電纜接頭已經(jīng)成為供電電網(wǎng)安全運行中的薄弱環(huán)節(jié)之一。
[0003] 電纜接頭的運行狀態(tài)跟運行環(huán)境、本身電氣參量W及自身運行參數(shù)相關。目前對 電纜接頭的在線監(jiān)測主要集中在對電纜接頭溫度的測量，溫度是反映電纜接頭運行狀態(tài)的 一個很重要的參數(shù)，但是該樣忽略了其他因素對電纜接頭運行狀態(tài)的影響，對于評價電纜 接頭的運行狀態(tài)是不全面的。隨著技術的發(fā)展，對電纜接頭的周邊環(huán)境和電纜運行電氣參 量的在線監(jiān)測已經(jīng)完全能夠?qū)崿F(xiàn)。大量的監(jiān)測信息對分析電力電纜接頭的運行狀態(tài)提供了 數(shù)據(jù)支持，但如何將監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成評價電纜接頭運行狀態(tài)的評價標準，為運行維 護人員提供直觀量化的運行狀態(tài)評價量，是一個值得研究的科學問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是對電力電纜接頭在線監(jiān)測信息進行聚合，用量化的方法對運行 狀態(tài)進行評估，提出一種基于在線監(jiān)測的電力電纜信息聚合評價方法，并將該方法應用到 lOkV電力電纜接頭的在線監(jiān)測信息的聚合評價中，實現(xiàn)工程應用。
[0005] 本發(fā)明基于在線監(jiān)測的電力電纜接頭信息聚合評價方法是該樣實現(xiàn)的；首先根 據(jù)電力電纜接頭在線監(jiān)測信息，對影響電纜接頭運行狀態(tài)因素的重要性進行排序，基于 AHP(Anal^ic化erarchy Process (層次分析法））方法得到衡量各個因素相對重要程度的 判斷矩陣，在通過一致性檢驗后對判斷矩陣求最大特征值和特征向量，歸一化的特征向量 作為各個影響因素的權重值?；贏HP判斷矩陣求得的各個信息因素的權重系數(shù)，利用其 形成的權重系數(shù)矩陣計算加權馬氏距離，即得到在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的聚合算子，電纜接頭運行 狀態(tài)評估的用在線監(jiān)測信息的樣本點對正常運行中屯、點的馬氏距離作為評價的依據(jù)，遠離 運行中屯、點的樣本運行狀態(tài)越不穩(wěn)定。當樣本點與運行中屯、點的馬氏距離達到或者超過臨 界距離的時候向監(jiān)控后臺發(fā)出報警信息。
[0006] 所述基于在線監(jiān)測的電力電纜接頭信息聚合評價方法的具體步驟如下：
[0007] St巧1、初始化n個在線監(jiān)測信息樣本點X = (X。X2,…，X。）；
[000引 St巧2、按照各個監(jiān)測信息對評價狀態(tài)的重要程度用1-9標度法對X = (X。X2,… ，X。）分別賦值為Wi、W2、…、W。；
[0009] St巧3、利用AHP層次分析法依據(jù)Wi、W2、…、W。的賦值計算矩陣P，其中P稱為判 斷矩陣；
[0010] St巧4、計算P的最大特征值Am。,，利用一致性比例CR = CI/RI對矩陣P進行一致 性校驗，當矩陣P不滿足一致性校驗要求時返回Step2重新賦值，當滿足一致性校驗要求時 進行Step5 ;
[0011] 其中CR為一致性比例，CI為一致性指標，RI為平均隨機一致性指標；
[0012] steps、矩陣P滿足一致性校驗要求時，計算判斷矩陣P的最大特征值Am。,對應的 特征向量《'，對特征向量《'的各個因子進行歸一化處理，得到的歸一化特征向量《 = (?1，…，《。)，即各個信息對應的權重系數(shù)，再對歸一化特征向量《進行對角化處理， 得到權重系數(shù)矩陣B:
[001 引
【主權項】
1. 一種基于在線監(jiān)測的電力電纜接頭信息聚合評價方法，其特征在于：所述方法的具 體步驟如下： Stepl、初始化n個在線監(jiān)測信息樣本點X=(Xpx2,…，xn); St印2、按照各個監(jiān)測信息對評價狀態(tài)的重要程度用1-9標度法對X= (Xl，x2，…，xn) 分別賦值為H、…、Wn; St印3、利用AHP層次分析法依據(jù)％、W2、…、1"的賦值計算矩陣P，其中P稱為判斷矩 陣； Step4、計算P的最大特征值Amax，利用一致性比例CR=CI/RI對矩陣P進行一致性校 驗，當矩陣P不滿足一致性校驗要求時返回Step2重新賦值，當滿足一致性校驗要求時進行 Step5 ； 其中CR為一致性比例，CI為一致性指標，RI為平均隨機一致性指標； Step5、矩陣P滿足一致性校驗要求時，計算判斷矩陣P的最大特征值A_對應的特 征向量對特征向量的各個因子進行歸一化處理，得到的歸一化特征向量《 = (wi，…，wn)，即各個信息對應的權重系數(shù)，再對歸一化特征向量w進行對角化處理， 得到權重系數(shù)矩陣B:
Step6、計算在線監(jiān)測得到的信息樣本點X對樣本總體中心點G的加權馬氏距離D(X，G) =[(X-y)TBTE_1B(X-y) ](1/2)； 其中樣本總體中心點G是電力電纜在正常額定運行情況下的各個信息數(shù)據(jù)值，y為樣 本總體中心點G的平均值； Step7、再利用D(X，G)的數(shù)值大小對電纜接頭運行狀態(tài)的進行評價，來確定電力電纜 接頭的運行狀態(tài)并判斷是否向后臺發(fā)送告警信息。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于在線監(jiān)測的電力電纜接頭信息聚合評價方法，其特征在 于：所述Step3步驟中，計算矩陣P的具體步驟為： Step3. 1、首先設要比較n個在線監(jiān)測信息X=(Xpx2,…，xn)對電纜接頭運行狀態(tài)的 影響，每次取兩個因素\和h進行比較，構造出判斷矩陣P:
其中，Wi為第i個指標的重要度，pu為第i個指標相對于第j個指標重要度比較值。
3. 根據(jù)權利要求1所述的基于在線監(jiān)測的電力電纜接頭信息聚合評價方法，其特征在 于：所述Step4步驟中，一致性校驗的具體步驟如下： Step4. 1、首先定義一致性指標CI，用于衡量n階矩陣P= (Pij)nXn-致性接近的程度： CI= (Xmax-n)/(n-l) (3) 其中為判斷矩陣的最大特征值，n為判斷矩陣的階數(shù)； Step4. 2、計算判斷矩陣的一致性指標CI與同階平均隨機一致性的指標RI之比CR:CR=CI/RI (4) Step4. 3、利用CR進行一致性校驗： 當CR彡0. 1時不滿足一致性校驗要求，返回Step2步驟； 當CR〈0. 1時滿足一致性校驗要求，進行St印5步驟； 其中為判斷矩陣的最大特征值，n為判斷矩陣的階數(shù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于在線監(jiān)測的電力電纜接頭信息聚合評價方法，其特征在 于：所述Step6步驟中，設信息樣本點X包含n個在線測量數(shù)據(jù)值，則X=(Xux2,…，xn)， 關于樣本點X對總體中心點G加權馬氏距離的計算的具體步驟如下： Step6. 1、測量得到電纜接頭正常額定運行下的信息數(shù)據(jù)值作為總體樣本中心點G的 平均期望值y= (h，y2,…，yn); Step6. 2、計算樣本點X對樣本中心點G的協(xié)方差矩陣： E=COV(G) =E[(x-y) (X-y)T] (5) Step6. 3、考慮各個信息的權重因素得到樣本點X對樣本中心點G的加權馬氏距離D(X,G)： D(X,G) = [(X-y)TBTE_1B(X-y) ](1/2) (6) Step6. 4、用計算的馬氏距離D與臨界距離D'進行比較，來確定電力電纜接頭的運行 狀態(tài)并判斷是否向后臺發(fā)送告警信息； 當距離D大于或等于臨界距離D'時，向在線監(jiān)測系統(tǒng)后臺發(fā)出告警信息； 當距離D小于臨界距離D'時，不向后臺發(fā)出告警信息。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于在線監(jiān)測的電力電纜接頭信息聚合評價方法，屬電力系統(tǒng)繼電保護技術領域。本發(fā)明首先根據(jù)電力電纜接頭在線監(jiān)測信息，對影響電纜接頭運行狀態(tài)因素的重要性進行排序，基于AHP方法得到衡量各個因素相對重要程度的判斷矩陣，在通過一致性檢驗后對判斷矩陣求最大特征值和特征向量，歸一化的特征向量作為各個影響因素的權重值?；贏HP判斷矩陣求得的各個信息因素的權重系數(shù)，利用其形成的權重系數(shù)矩陣計算加權馬氏距離。當樣本點與運行中心點的馬氏距離達到或者超過臨界距離的時候向監(jiān)控后臺發(fā)出報警信息。本發(fā)明理論分析和實測數(shù)據(jù)的驗證表明本發(fā)明可以實現(xiàn)對運行狀態(tài)進行評價，效果良好。
【IPC分類】G06Q50-06
【公開號】CN104616209
【申請?zhí)枴緾N201510060587
【發(fā)明人】何國斌, 黃滇生, 常勇, 楊豐收, 劉偉, 洪敏 , 蘇友聰, 楊文波
【申請人】云南電網(wǎng)有限責任公司大理供電局, 昆明理工大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月5日