本發(fā)明涉及儀器儀表領(lǐng)域，更具體涉及一種電能表運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

作為法定計(jì)量器具的電能表，承擔(dān)著電壓、電流、電能量等重要信息的測(cè)量、存儲(chǔ)和傳輸任務(wù)，電能計(jì)量和信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確、及時(shí)關(guān)系到電力公司與客戶之間電費(fèi)結(jié)算的質(zhì)量和效率。對(duì)于數(shù)百萬(wàn)只計(jì)量電量較大的運(yùn)行電能表，目前一般都采用定期現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的方式監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)。交通和人力方面投入量巨大，難以滿足目前企業(yè)減員增效的管理方向。同時(shí)，隨著科技進(jìn)步和產(chǎn)品質(zhì)量的提高，電能表的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行故障率越來(lái)越低，頻繁的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)缺乏實(shí)際意義。

故提出一種電能表運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電能表運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)方法，解決了電能表運(yùn)行中計(jì)量狀態(tài)的合理評(píng)估和正確評(píng)價(jià)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種電能表運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

建立電能表的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)模型；

選取影響電能表運(yùn)行狀態(tài)的因素作為狀態(tài)量；

根據(jù)對(duì)電能表運(yùn)行狀態(tài)的影響類型對(duì)所述狀態(tài)量進(jìn)行功能單元?jiǎng)澐郑?/p>

根據(jù)所述狀態(tài)量的特點(diǎn)建立狀態(tài)量評(píng)分模型并確定評(píng)價(jià)內(nèi)容；

根據(jù)評(píng)分模型和評(píng)價(jià)內(nèi)容分別計(jì)算不同狀態(tài)量的評(píng)價(jià)分值；

計(jì)算出電能表運(yùn)行狀態(tài)的綜合評(píng)價(jià)分值；

建立電能表綜合評(píng)價(jià)分值和電能表的故障率的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型。

所述狀態(tài)量包括電能表的基本誤差S₁、運(yùn)行誤差S₂、誤差分散性S₃、退貨率S₄、運(yùn)行故障率S₅、運(yùn)行時(shí)間S₆、家族缺陷S₇、在線監(jiān)測(cè)電量異常S₈、在線監(jiān)測(cè)時(shí)鐘異常S₉和用戶信譽(yù)S₁₀。

所述功能單元包括基礎(chǔ)單元、檢測(cè)單元、監(jiān)測(cè)單元和家族缺陷單元。

按照不同功能單元分別計(jì)算出基礎(chǔ)評(píng)分B、檢測(cè)評(píng)分T、監(jiān)測(cè)評(píng)分M和家族缺陷評(píng)分F，并最終得出電能表運(yùn)行狀態(tài)的綜合評(píng)價(jià)分值G＝BTMF。

所述基礎(chǔ)單元評(píng)分B根據(jù)包括退貨率S₄、誤差分散性S₃、運(yùn)行故障率S₅、基本誤差S₁、運(yùn)行時(shí)間S₆和用戶信譽(yù)S₁₀確定；基礎(chǔ)評(píng)分B_i為基礎(chǔ)單元評(píng)分中各狀態(tài)量評(píng)分。

所述退貨率S₄通過(guò)下式(1)確定，退貨率S₄評(píng)分模型B₁通過(guò)下式(2)確定：

B₁＝10×(1-S₄) (2)

所述誤差分散性S₃通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偏差算法計(jì)算得到，誤差分散性S₃的評(píng)分模型B₂通過(guò)下式(4)確定：

其中，N為被評(píng)價(jià)電能表所屬批次的電能表數(shù)量，x_i為被評(píng)價(jià)電能表所屬批次第i只電能表的基本誤差數(shù)值，為被評(píng)價(jià)電能表所屬批次所有電能 表基本誤差的平均值；

所述運(yùn)行故障率S₅通過(guò)下式(5)確定，運(yùn)行故障率S₅的評(píng)分模型B₃通過(guò)下式(6)確定：

B₃＝20×(1-S₅) (6)

所述基本誤差S₁通過(guò)選取電能表實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的3個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)室檢定誤差值計(jì)算得到，所述負(fù)荷點(diǎn)如下：

(1)U_n，I_n，的誤差值S_1-1；

(2)0.2S級(jí)和0.5S級(jí)取U_n，0.02I_n，的誤差值，

1級(jí)和2級(jí)取U_n，0.05I_n，的誤差值S_1-2；

(3)U_n，I_max，的誤差值S_1-3；

其中，U_n為被評(píng)價(jià)電能表的額定工作電壓，I_n為被評(píng)價(jià)電能表的額定工作電流，為被評(píng)價(jià)電能表工作狀態(tài)時(shí)電壓、電流的相位差；

基本誤差S₁的評(píng)分模型B₄通過(guò)下式(7)確定：

所述運(yùn)行時(shí)間S₆指電能表的運(yùn)行年數(shù)；運(yùn)行時(shí)間S₆的評(píng)分模型B₅通過(guò)下式(8)確定：

B₅＝20-2.5×S₆ (8)

所述用戶信譽(yù)S₁₀指電能表的計(jì)量用戶在用電歷史上是否存在竊電以及異動(dòng)和破壞電能表的行為；用戶信譽(yù)S₁₀的評(píng)分模型B₆通過(guò)下式(9)確定：用戶近一年內(nèi)發(fā)生未過(guò)竊電等破壞電能表的行為，則B₆＝0；否則B₆＝10。

根據(jù)反映電能表的運(yùn)行誤差特性的狀態(tài)量運(yùn)行誤差S₂設(shè)置檢測(cè)單元評(píng)分T；所述運(yùn)行誤差S₂的數(shù)值通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)獲得，檢測(cè)單元評(píng)分T其評(píng)分模型通過(guò)下式(10)確定：

其中：

根據(jù)狀態(tài)量在線監(jiān)測(cè)電量異常S₈和在線監(jiān)測(cè)時(shí)鐘異常S₉確定監(jiān)測(cè)功能評(píng)分M；所述在線監(jiān)測(cè)電量異常S₈評(píng)價(jià)周期內(nèi)在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的真實(shí)的電量異常；所述在線監(jiān)測(cè)時(shí)鐘異常S₉評(píng)價(jià)周期內(nèi)在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的時(shí)鐘異常事件的數(shù)量；所述在線監(jiān)測(cè)電量異常S₈和在線監(jiān)測(cè)時(shí)鐘異常S₉的數(shù)值通過(guò)在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)獲得：監(jiān)測(cè)評(píng)分模型通過(guò)下式(11)確定：

M＝M₈×M₉ (11)

其中，M_8i＝80％

M_9i＝95％。

根據(jù)狀態(tài)量家族缺陷S₇確定家族缺陷功能評(píng)分F，其評(píng)分模型通過(guò)下式(12)確定：

其中，n為發(fā)生該項(xiàng)家族缺陷的電能表數(shù)量(N＞n≥1)，N為家族電能表總數(shù)量；S₇的取值如下：

當(dāng)對(duì)電能表控制功能有影響時(shí)，S₇為86％～100％；

當(dāng)對(duì)電能表時(shí)鐘功能有影響時(shí)，S₇為51％～85％；

當(dāng)對(duì)電能表顯示、通信功能有影響時(shí)，S₇為16％～50％；

當(dāng)對(duì)電能表計(jì)量、存儲(chǔ)性能有影響時(shí)，S₇為0～15％。

所述電能表綜合評(píng)價(jià)分值和電能表的故障率的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型根據(jù)電子產(chǎn)品可靠度與故障率的關(guān)系建立：所述電子產(chǎn)品可靠度與故障率的關(guān)系通過(guò)下式(13)確定：

其中，λ為故障率，R為可靠度，t為未來(lái)的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)；

短時(shí)間幾天Δt內(nèi)λ(t)視為常數(shù)，根據(jù)公式(13)得出Δt時(shí)間內(nèi)的短期可靠度為：

R(t)＝e^-λΔt (14)

當(dāng)電能表狀態(tài)變壞時(shí)，其故障率呈指數(shù)規(guī)律變化，因此，當(dāng)電能表整體評(píng)價(jià)分值為G時(shí)，其故障率為：

λ＝K·e^-CG (15)

當(dāng)電能表的綜合狀態(tài)分值為G時(shí)，Δt時(shí)間內(nèi)的短期可靠度為：

K為比例系數(shù)和C為曲率系數(shù)，均通過(guò)樣本統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到。

根據(jù)電能表綜合評(píng)價(jià)分值和電能表的故障率的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型，建立起狀態(tài)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)與故障率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合實(shí)際管理需要，將電能表的運(yùn)行狀態(tài)劃分為穩(wěn)定、正常和預(yù)警三種，依此執(zhí)行不同的檢驗(yàn)周期。

和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果

1、本發(fā)明技術(shù)方案合理利用了現(xiàn)有信息系統(tǒng)已成熟應(yīng)用的監(jiān)測(cè)方法和手段，通過(guò)對(duì)電能表的歷史數(shù)據(jù)、關(guān)聯(lián)信息等狀態(tài)量的數(shù)據(jù)分析，應(yīng)用科學(xué)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估電能表運(yùn)行狀態(tài)；

2、本發(fā)明技術(shù)方案應(yīng)用有助于開(kāi)展動(dòng)態(tài)周期的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，降低電能表的運(yùn)行維護(hù)成本，減少交通和作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)；

3、本發(fā)明技術(shù)方案可確保電能表的計(jì)量性能穩(wěn)定和持續(xù)受控，提高設(shè)備質(zhì)量和運(yùn)行可靠性；

4、本發(fā)明技術(shù)方案使得電能表的測(cè)量更為準(zhǔn)確，提高工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例方法框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1和實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例：

本發(fā)明提供一種電能表運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)方法，可以通過(guò)對(duì)基本誤差、運(yùn)行誤差、誤差分散性、退貨率、運(yùn)行故障率、運(yùn)行時(shí)間與環(huán)境、家族缺陷、在線監(jiān)測(cè)電量異常、在線監(jiān)測(cè)時(shí)鐘異常、用戶信譽(yù)等多個(gè)因素對(duì)電能表的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

所述方法包括：建立電能表的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)模型，選取電能表的基本誤差S₁、運(yùn)行誤差S₂、誤差分散性S₃、退貨率S₄、運(yùn)行故障率S₅、運(yùn)行時(shí)間S₆、家族缺陷S₇、在線監(jiān)測(cè)電量異常S₈、在線監(jiān)測(cè)時(shí)鐘異常S₉、用戶信譽(yù)S₁₀等多個(gè)可能影響電能表運(yùn)行狀態(tài)的因素作為狀態(tài)量。根據(jù)對(duì)電能表運(yùn)行狀態(tài)的影響類型對(duì)狀態(tài)量進(jìn)行功能單元?jiǎng)澐?，包括基礎(chǔ)單元、檢測(cè)單元、監(jiān)測(cè)單元和家族缺陷單元。針對(duì)狀態(tài)量特點(diǎn)建立狀態(tài)量評(píng)分模型和確定評(píng)價(jià)內(nèi)容，可反映出電能表運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)性能屬性。根據(jù)評(píng)分模型和評(píng)價(jià)內(nèi)容輸入值分別計(jì)算不同狀態(tài)量的評(píng)價(jià)分值，按照不同功能單元分別計(jì)算出基礎(chǔ)評(píng)分B、檢測(cè)評(píng)分T、監(jiān)測(cè)評(píng)分M和家族缺陷評(píng)分F，然后計(jì)算出電能表運(yùn)行狀態(tài)的綜合評(píng)價(jià)分值G＝BTMF。最后建立了電能表綜合評(píng)價(jià)分值與電能表的故障率及 可靠性指標(biāo)的關(guān)聯(lián)關(guān)系計(jì)算模型。

選擇反映電能表的基礎(chǔ)質(zhì)量水平的狀態(tài)量設(shè)置基礎(chǔ)單元評(píng)分B，包括退貨率S₄、誤差分散性S₃、運(yùn)行故障率S₅、基本誤差S₁、運(yùn)行時(shí)間S₆和用戶信譽(yù)S₁₀等參數(shù)，各狀態(tài)量評(píng)分總和為100分?；A(chǔ)評(píng)分中各狀態(tài)量評(píng)分B_i的計(jì)算方式見(jiàn)下表，基礎(chǔ)評(píng)分

其中：

1.退貨率S₄指同一制造廠商由于質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生的退貨情況，退貨率高低能夠反映該批電能表的一定程度的基礎(chǔ)質(zhì)量水平高低。S₄的計(jì)算方法見(jiàn)公式(1)，退貨率S₄評(píng)分模型B₁見(jiàn)公式(2)：

B₁＝10×(1-S₄) (2)

2.誤差分散性S₃指同一供貨批次電能表在額定負(fù)荷點(diǎn)，功率因數(shù)為1.0時(shí)實(shí)驗(yàn)室檢定誤差的整體分散性，該誤差值的分布情況能夠反映該批次電能表的工藝一致性和質(zhì)量水平高低。S₃的數(shù)值通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偏差算法計(jì)算得到，見(jiàn)公式(3)，誤差分散性S₃的評(píng)分模型B₂見(jiàn)公式(4)。

3.運(yùn)行故障率S₅指同一到貨批次電能表運(yùn)行故障率，計(jì)算方法見(jiàn)公式(5)，運(yùn)行故障率S₅的計(jì)算方法見(jiàn)公式(5)，運(yùn)行故障率S₅的評(píng)分模型B₃見(jiàn)公式(6)。

B₃＝20×(1-S₅) (6)

4.基本誤差S₁指電能表在試驗(yàn)室檢定時(shí)的誤差值，選取電能表實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中最具代表性的3個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)室檢定誤差值計(jì)算得到，具體負(fù)荷點(diǎn)如下：

(1)U_n，I_n，的誤差值S_1-1；

(2)0.2S級(jí)和0.5S級(jí)取U_n，0.02I_n，的誤差值，

1級(jí)和2級(jí)取U_n，0.05I_n，的誤差值S_1-2；

(3)U_n，I_max，的誤差值S_1-3；

基本誤差S₁的評(píng)分模型B₄見(jiàn)公式(7)。

5.運(yùn)行時(shí)間S₆指電能表的運(yùn)行年數(shù)，隨著運(yùn)行時(shí)間的變化，電子元器件的老化加劇，將導(dǎo)致電能表的可靠性降低。運(yùn)行時(shí)間S₆的評(píng)分模型B₅見(jiàn)公式(8)。

B₅＝20-2.5×S₆ (8)

6.用戶信譽(yù)S₁₀指電能表的計(jì)量用戶在用電歷史上是否存在竊電以及異動(dòng)、破壞電能表的行為。用戶人為的破壞電能表等計(jì)量裝置的行為會(huì)直接導(dǎo)致電能表運(yùn)行質(zhì)量降低。用戶信譽(yù)S₁₀的評(píng)分模型B₆見(jiàn)公式(9)。

用戶近一年內(nèi)發(fā)生過(guò)竊電等破壞電能表的行為B₆＝0；否則B₆＝10。(9)

選擇反映電能表的運(yùn)行誤差特性的狀態(tài)量運(yùn)行誤差S₂設(shè)置檢測(cè)單元評(píng)分T。運(yùn)行誤差S₂的數(shù)值通過(guò)日常的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)直接獲得，檢測(cè)單元評(píng)分T其評(píng)分模型見(jiàn)公式(10)。

其中：

選擇能夠監(jiān)測(cè)電能表運(yùn)行異常的狀態(tài)量在線監(jiān)測(cè)電量異常S₈、在線監(jiān)測(cè)時(shí)鐘異常S₉表示監(jiān)測(cè)功能評(píng)分M，在線監(jiān)測(cè)電量異常S₈、在線監(jiān)測(cè)時(shí)鐘異常S₉的數(shù)值通過(guò)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)獲得，分別指評(píng)價(jià)周期內(nèi)在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的真實(shí)的電量異常、時(shí)鐘異常事件的數(shù)量，監(jiān)測(cè)評(píng)分模型見(jiàn)公式(11)。

M＝M₈×M₉ (11)

其中，M_8i＝80％

M_9i＝95％

選擇能夠表示電能表家族性缺陷影響大小的狀態(tài)量家族缺陷S₇表示家族缺陷功能評(píng)分F，其評(píng)分模型見(jiàn)公式(12)。

其中S₇的取值見(jiàn)下表。

建立了電能表評(píng)價(jià)狀態(tài)分值與電能表故障率之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型。根據(jù)電子產(chǎn)品可靠度與故障率的經(jīng)典關(guān)系公式(13)，

其中λ為故障率，R為可靠度。

短時(shí)間Δt內(nèi)λ(t)可視為常數(shù)，根據(jù)公式(13)得出Δt時(shí)間內(nèi)的短期可靠度為：

R(t)＝e^-λΔt (14)

當(dāng)電能表狀態(tài)變壞時(shí)，其故障率一般呈指數(shù)規(guī)律變化，因此，當(dāng)電能表 整體評(píng)價(jià)分值為G時(shí)，其故障率為：

λ＝K·e^-CG (15)

相應(yīng)當(dāng)電能表的綜合狀態(tài)分值為G時(shí)，Δt時(shí)間內(nèi)的短期可靠度為：

比例系數(shù)K和曲率系數(shù)C可通過(guò)樣本統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到。

根據(jù)電能表綜合狀態(tài)分值與故障率的關(guān)系計(jì)算模型，建立起狀態(tài)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)與故障率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合實(shí)際管理需要，可以將電能表的運(yùn)行狀態(tài)劃分為穩(wěn)定、正常、預(yù)警三種，依此執(zhí)行不同的檢驗(yàn)周期。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。