專利名稱：：震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型評估的方法。
背景技術(shù)：
：作為電力系統(tǒng)重要組成部分的電網(wǎng)設(shè)施在電能傳輸以及分配中起著重要的作用。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明地震后部分電網(wǎng)設(shè)施的缺陷并不會(huì)立刻暴露，很多隱性缺陷在設(shè)施運(yùn)行一段時(shí)間后暴露明顯，而且這些缺陷對于系統(tǒng)安全運(yùn)行危害很大，因此對于震后正常運(yùn)行的設(shè)施進(jìn)行受損評估，意義重大。因此，對于經(jīng)受強(qiáng)烈地震后外觀正常且通過電氣預(yù)防性試驗(yàn)也未發(fā)現(xiàn)缺陷，仍在堅(jiān)持運(yùn)行的電網(wǎng)設(shè)施尤其需要進(jìn)行剩余壽命評估，以便正確評估震后設(shè)備的狀態(tài)和使用壽命，指導(dǎo)震后電網(wǎng)改造和建設(shè)，最大限度地節(jié)省投資，確保電力系統(tǒng)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。所以需要一種震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命診斷方法來克服上述缺陷
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法，能正確評估震后設(shè)備的狀態(tài)和使用壽命，指導(dǎo)震后電網(wǎng)改造和建設(shè)，從而最大限度地節(jié)省投資，確保電力系統(tǒng)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法，包括如下步驟(l)將整個(gè)評估區(qū)域按地震烈度等級(jí)分割成若干小區(qū)域；(2)基于柔性過程模型并根據(jù)每個(gè)不同烈度等級(jí)的小區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)施運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取電網(wǎng)設(shè)施折損率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟(2)具體為獲取每個(gè)不同烈度等級(jí)的小區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)設(shè)施的型號(hào)、性能指標(biāo)；獲得電網(wǎng)設(shè)施的當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)；按照電壓等級(jí)不同對所述當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；根據(jù)分類的當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)對所述電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行狀態(tài)評估并獲取電網(wǎng)設(shè)施的狀態(tài)評分；根據(jù)所述狀態(tài)評分確定電網(wǎng)設(shè)施的折損率。較佳地，所述對所述電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行狀態(tài)評估的步驟具體為基于基礎(chǔ)評分、試驗(yàn)評分、不良工況評分、家族缺陷評分對所述電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行狀態(tài)評估。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述根據(jù)所述狀態(tài)評分確定電網(wǎng)設(shè)施的折損率的步驟具體為基于修正系數(shù)、歷史受損、震中受損、震前與震后電氣特性狀態(tài)量評分差值，震前電氣特性狀態(tài)量評分確定電網(wǎng)設(shè)施受損系數(shù)；根據(jù)自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法獲取電網(wǎng)設(shè)施折舊率；根據(jù)所述電網(wǎng)設(shè)施受損系數(shù)、電網(wǎng)設(shè)施折舊率確定電網(wǎng)設(shè)施的折損率。較佳地，所述分類是采用模糊聚類法實(shí)現(xiàn)的。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法能正確評估震后設(shè)備的狀態(tài)和使用壽命，指導(dǎo)震后電網(wǎng)改造和建設(shè)，從而最大限度地節(jié)省投資，確保電力系統(tǒng)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。圖1為本發(fā)明震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法的流程圖。圖2為圖1所示震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法中基于柔性過程模型獲取電網(wǎng)設(shè)施折損率的步驟的詳細(xì)流程圖。圖3為圖2所示基于柔性過程模型獲取電網(wǎng)設(shè)施折損率的步驟中利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法確定折舊率的示意圖。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如上所述，本發(fā)明震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法能正確評估震后設(shè)備的狀態(tài)和使用壽命，指導(dǎo)震后電網(wǎng)改造和建設(shè)。下面將詳細(xì)闡述。如圖1所示，本實(shí)施例震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法，包括下列步驟步驟S101，將整個(gè)評估區(qū)域按地震烈度等級(jí)分割成若干小區(qū)域，以對不同地震烈度等級(jí)的小區(qū)域的電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行剩余壽命評估。本實(shí)施例選擇烈度等級(jí)為7度的小區(qū)域的電網(wǎng)設(shè)施_變壓器進(jìn)行剩余壽命評估。步驟S102，基于柔性過程模型并根據(jù)每個(gè)不同烈度等級(jí)的小區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)施運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取電網(wǎng)設(shè)施折損率。參考圖2，該步驟具體為步驟S210，獲取每個(gè)不同烈度等級(jí)的小區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)設(shè)施的型號(hào)、性能指標(biāo)。步驟S220，利用測試工具對電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行檢測，獲取當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)。本實(shí)施例收集的7度地區(qū)110kV及以下變壓器的當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)見下表1:4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表1其中，f值為缺陷評分比例系數(shù)。步驟S230、按照電壓等級(jí)不同對所述當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(見表1)。具體地，基于常規(guī)試驗(yàn)、專有性試驗(yàn)、缺陷等級(jí)、缺陷設(shè)備比例以及震后家族缺陷等信息，包括其現(xiàn)象強(qiáng)度、量值大小，結(jié)合與同類設(shè)備的比較，按照性能的不同對所述各類數(shù)據(jù)采用模糊聚類法進(jìn)行分類。步驟S240、根據(jù)分類的當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)對所述電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行狀態(tài)評估并獲取電網(wǎng)設(shè)施的狀態(tài)評分。具體地，利用依據(jù)《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》(Q/GDW168-2008)中的百分制對設(shè)備運(yùn)行服務(wù)的狀態(tài)進(jìn)行評估。最佳運(yùn)行服務(wù)的狀態(tài)為ioo分表示，需要退出運(yùn)行服務(wù)的狀態(tài)為0分表示，其它情形的狀態(tài)介于0-100分之間。狀態(tài)評分G由式(4)計(jì)算G=BXTXEXF(1)其中，B為基礎(chǔ)評分；T為試驗(yàn)評分；E為不良工況(震級(jí))評分，一般都取1;F為家族缺陷評分。關(guān)于基礎(chǔ)評分B?；A(chǔ)評分B按照下表2進(jìn)行。序號(hào)項(xiàng)目依據(jù)及評分1制造和工廠試驗(yàn)a)制造商質(zhì)量信譽(yù)良好&《5分)b)關(guān)鍵工序無返工(B2《5分)c)全部工廠試驗(yàn)順利，且符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求(B3《5分)d)反映設(shè)備狀態(tài)的試驗(yàn)值遠(yuǎn)沒有接近注意值(B4《5分)2運(yùn)輸、安裝和交接試驗(yàn)e)運(yùn)輸、安裝順利，且完全符合制造商要求(B5《4分)f)交接試驗(yàn)全部合格、且不受環(huán)境因素影響的交接試驗(yàn)與出廠試驗(yàn)基本一致(B6《6分)3家族設(shè)備安全運(yùn)行記錄g)已運(yùn)行同型設(shè)備的可靠性記錄良好(B7《10分)4運(yùn)行時(shí)間h)B8=實(shí)際運(yùn)行的年限取負(fù)值表2基礎(chǔ)評分B的公式為(2)其中，對于震后設(shè)備，假定其B工B6都是滿分，B7根據(jù)歷年運(yùn)行時(shí)檢修的實(shí)際數(shù)據(jù)給出評分，在(1-10)分之間；Bs是設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的年限取負(fù)值。關(guān)于試驗(yàn)評分T。試驗(yàn)評分T是單個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目評分的加權(quán)幾何平均值。單個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目評分介于100%_0%之間，100%對應(yīng)于單個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目中各狀態(tài)量遠(yuǎn)低于注意值或警示值，且沒有明顯劣化趨勢。假設(shè)一個(gè)設(shè)備進(jìn)行了m給出時(shí)取l)，則試驗(yàn)評分T為A單個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，第i項(xiàng)試驗(yàn)的評分為Gi，權(quán)重為Wi(沒有(3)關(guān)于家族缺陷評分F。無震后家族缺陷時(shí)，對于在震后尚未發(fā)生或檢查出缺陷的設(shè)備，家族缺陷評分F得分設(shè)為100。有震后家族缺陷時(shí)，尚未發(fā)生或檢出家族缺陷的設(shè)備，家族缺陷評分F通過下式(4)評估家族缺陷的影響。i-y其中，N為家族設(shè)備總臺(tái)數(shù)，n為發(fā)生該家族缺陷的設(shè)備臺(tái)數(shù)(N>n>1)。f是依據(jù)缺陷發(fā)生的部位和性質(zhì)確定的，f表示缺陷評分比例系數(shù)，取值原則見下表3。F=l—-7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>按照表3中f的數(shù)據(jù)，變壓器的四個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目(套管試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、直流電阻試驗(yàn)、油氣試驗(yàn))設(shè)為可以發(fā)現(xiàn)四個(gè)缺陷。震前的f值可以均設(shè)為100。家族設(shè)備的總臺(tái)數(shù)N是10臺(tái)，對于7級(jí)地震烈度區(qū)域，發(fā)生套管試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、直流電阻試驗(yàn)缺陷的臺(tái)數(shù)均為1臺(tái)，發(fā)生油氣試驗(yàn)缺陷的臺(tái)數(shù)為2臺(tái)，則可以根據(jù)式(4)計(jì)算出電網(wǎng)設(shè)施震前和震后的家族缺陷評分F值。各試驗(yàn)項(xiàng)目的權(quán)重按照1來考慮，合格的試驗(yàn)項(xiàng)目單項(xiàng)評分記為100，略有變化的記為80，發(fā)生迅速變化的記為60，不合格的試驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)為40，根據(jù)式(3)計(jì)算出變壓器設(shè)備的震前和震后試驗(yàn)評分T。對于地震前的運(yùn)行檢修試驗(yàn)項(xiàng)目良好的BJ己為IO，地震后的運(yùn)行檢修試驗(yàn)項(xiàng)目合格的B7記為10，略有變化的B7記為8，發(fā)生迅速變化的B7記為6，不合格的B7記為4，根據(jù)式(2)計(jì)算出電網(wǎng)設(shè)施震前和震后基礎(chǔ)評分B。不良工況E都取為l。下表4展示了各型號(hào)變壓器的震前和震后的狀態(tài)評分G。其中AG為變壓器的震前狀態(tài)評分與震后狀態(tài)評分的差值。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表4步驟S250、根據(jù)所述狀態(tài)評分確定電網(wǎng)設(shè)施的折損率。其中折損率的計(jì)算式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中，Y為剩余壽命折損率，H為規(guī)定使用年限與已經(jīng)使用年限之差，L為電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命，S為電網(wǎng)設(shè)施受損系數(shù)，A為電網(wǎng)設(shè)施自然損耗值，一般為O.l，a為電網(wǎng)設(shè)施的折舊系數(shù)，通過用自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對抽樣的歷史受損值、震后受損值、狀態(tài)差值、震后狀態(tài)值、規(guī)定使用年限、已有年限及抽樣臺(tái)數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練而得出(見圖3)。電網(wǎng)設(shè)施受損系數(shù)S由修正系數(shù)K、歷史受損M、震后受損N以及震前、震后電氣特性狀態(tài)量評分差值A(chǔ)U，震前電氣特性狀態(tài)量評分U確定。電網(wǎng)設(shè)施受損系數(shù)S的計(jì)算見式(6)。S=KX(M+N)X(1+AU/U)(6)其中，〃=|tM2/ctiV/2/c，[/=|^,A[/=t^，c為每烈度區(qū)域同類設(shè)備抽樣總數(shù)，為地震前后運(yùn)行服務(wù)的每臺(tái)抽樣設(shè)備狀態(tài)評分之差，&為地震前運(yùn)行服務(wù)的每臺(tái)抽樣設(shè)備狀態(tài)評分。其中，Mi為抽樣設(shè)備單臺(tái)歷史受損值，其取值方法分別見下表5，Ni為抽樣設(shè)備單臺(tái)震后受損值，其取值方法下表6。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表6在本實(shí)施例中，式(6)中的修正系數(shù)K取為l，本實(shí)施例7級(jí)烈度區(qū)域的各個(gè)的Mi和Ni的取值見下表7:變壓器型號(hào)MiNiMNSFSZ10-50000/11000SFSZ9-40000/11000SFSZ9-3150/11000SFZ8-40000/11000SFSZ9-3150/110000.040.08S9-100/35/0.4k00SFSZ10-40000/11000SFZ9-M-31500/1100.10.2SFZ11-40000/11000SFZ9-31500/1100.10.2表7按下式(7)建立三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法(見圖3)，在抽樣數(shù)據(jù)中分別抽取5臺(tái)、6臺(tái)、7臺(tái)、8臺(tái)及9臺(tái)對折舊系數(shù)a進(jìn)行訓(xùn)練ai=(M+N+AT+T+m)iU+(M+N+AT+T+m)il2+(M+N+yl+y2+m)il3(7)其中ai是抽取i臺(tái)樣本所對應(yīng)的折舊系數(shù)，M為歷史受損值，N為震后受損值，AT為試驗(yàn)評分差值，T為震后試驗(yàn)評分值，yl為規(guī)定使用年限，y2為已用年限，m為抽樣臺(tái)數(shù)。訓(xùn)練的具體過程為從樣本中分別選取5臺(tái)、6臺(tái)、7臺(tái)、8臺(tái)、9臺(tái)設(shè)備，首先設(shè)定nl、n2、n3初始值均為l.O，并代入式(7)，得出一組a5、a6、a7、a8、a9值，兩兩比較差值，取其中最大差值A(chǔ)U，并對最大差值A(chǔ)U與0.02比較。若小于0.02，則該ni、n2、n3即為所求，將其代入式(7)，求出al0即為折舊系數(shù)a。若大于0.02，使nl步進(jìn)+0.1，根據(jù)上述同樣過程求出最大差值au'，使ni步進(jìn)-o.l并求出最大差值au〃，若au'小于AU，則ni按+o.l步進(jìn)取值直至2.0，循環(huán)計(jì)算獲得差值并與前次差值進(jìn)行比較，取得最小值后再用同樣方式改變n2和n3來獲得更小的差值，并與o.02比較，若循環(huán)結(jié)束差值仍大于o.02，則上下調(diào)整ni、n2、n3初始值，重復(fù)上述迭代循環(huán)過程，直至差值小于o.02，將對應(yīng)的ni、n2、n3值代入式(7)，求出的alO即為折舊系數(shù)a。依據(jù)式(3)和表4計(jì)算出震后試驗(yàn)評分值T和試驗(yàn)評分差值A(chǔ)T的值分別為0.82和O.12，依據(jù)式(7)和圖3得出折舊系數(shù)a為4.8，然后依據(jù)式(6)和表4計(jì)算出電網(wǎng)設(shè)施受損系數(shù)S值為0.13，最后依據(jù)式(5)和表1計(jì)算得出折損率Y為26X。由上可知，本實(shí)施例震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法能正確評估震后設(shè)備的狀態(tài)和使用壽命，指導(dǎo)震后電網(wǎng)改造和建設(shè)，從而最大限度地節(jié)省投資，確保電力11系統(tǒng)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行，讓投資和回報(bào)得到最佳平衡，具有十分重要意義。以上結(jié)合最佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。權(quán)利要求一種震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法，包括如下步驟(1)將整個(gè)評估區(qū)域按地震烈度等級(jí)分割成若干小區(qū)域；以及(2)基于柔性過程模型并根據(jù)每個(gè)不同烈度等級(jí)的小區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)施運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取電網(wǎng)設(shè)施折損率。2.如權(quán)利要求1所述的震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法，其特征在于，所述步驟(2)具體為獲取每個(gè)不同烈度等級(jí)的小區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)設(shè)施的型號(hào)、性能指標(biāo)；獲得電網(wǎng)設(shè)施的當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)；按照電壓等級(jí)不同對所述當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；根據(jù)分類的當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)對所述電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行狀態(tài)評估并獲取電網(wǎng)設(shè)施的狀態(tài)評分；以及根據(jù)所述狀態(tài)評分確定電網(wǎng)設(shè)施的折損率。3.如權(quán)利要求2所述的震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法，其特征在于，所述對所述電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行狀態(tài)評估的步驟具體為基于基礎(chǔ)評分、試驗(yàn)評分、不良工況評分、家族缺陷評分對所述電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行狀態(tài)評估。4.如權(quán)利要求2所述的震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法，其特征在于，所述根據(jù)所述狀態(tài)評分確定電網(wǎng)設(shè)施的折損率的步驟具體為基于修正系數(shù)、歷史受損、震中受損、震前與震后電氣特性狀態(tài)量評分差值，震前電氣特性狀態(tài)量評分確定電網(wǎng)設(shè)施受損系數(shù)；根據(jù)自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法獲取電網(wǎng)設(shè)施折舊率；以及根據(jù)所述電網(wǎng)設(shè)施受損系數(shù)、電網(wǎng)設(shè)施折舊率確定電網(wǎng)設(shè)施的折損率。5.如權(quán)利要求2所述的震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法，其特征在于，所述分類是采用模糊聚類法實(shí)現(xiàn)的。全文摘要本發(fā)明公開了一種震后電網(wǎng)設(shè)施剩余壽命柔性過程模型診斷方法，包括如下步驟(1)將整個(gè)評估區(qū)域按地震烈度等級(jí)分割成若干小區(qū)域；(2)基于柔性過程模型并根據(jù)每個(gè)不同烈度等級(jí)的小區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)施運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取電網(wǎng)設(shè)施折損率。本方法能正確評估震后設(shè)備的狀態(tài)和使用壽命，指導(dǎo)震后電網(wǎng)改造和建設(shè)，最大限度地節(jié)省投資，確保電力系統(tǒng)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。文檔編號(hào)G06F19/00GK101727543SQ20091027303公開日2010年6月9日申請日期2009年11月30日優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日發(fā)明者吳巍,周曉惠,周琍琍,張蓬鶴,徐勇,王謙,鄧澤官申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司