[发明专利]基于变权重和组合隶属度函数的GIS气体绝缘状态评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统一次测设备绝缘状态评估技术领域，具体的来说是涉及基于变权重和组合隶属度函数的GIS气体绝缘状态评估方法。

背景技术

气体绝缘组合电器是输变电系统中与变压器同等重要的关键设备。据国际大电网会议工作组统计，GIS设备故障原因多样，但由绝缘引起的设备故障约占一半。尤其是对于已经投运20年以上的GIS设备，由于绝缘劣化导致故障发生的风险更是不可小觑。GIS设备的绝缘评估已成为学术界和电力企业函需解决的关键问题之一。

实现GIS设备状态检修保证其安全可靠运行的首要前提即是准确评估实际绝缘状态和辨识早期潜伏性故障。状态检修是以设备的当前实际工作状况为依据，充分的利用已知信息，经过科学、准确、可靠的评估来判断设备的当前绝缘状态，再对其故障部位进行准确的检修。其中，对设备的绝缘状态进行评估是状态检修不可或缺的一部分。

对于GIS设备的研究，目前主要研究集中在GIS设备故障的研究，而对造成GIS气体绝缘状态劣化的原因研究较少。此外，在相关绝缘状态研究中常常使用定权重和单一隶属度函数来进行评价，由于常权重系数无法客观的反映个别关键参数严重偏离正常时对继电保护装置运行状态带来的影响。当某个权重系数较小的状态量发生剧烈变化时，可能造成整体评价结果仍处于正常水平，因此会导致错误的检修计划，带来不必要的损失。并且，部分研究以实验为基础，然而实验环境与实际运行状况有一定的差距，不能为绝缘状态评估提供相对有效的帮助。

发明内容

本发明的目的是克服以往常采用定权重系数和单一隶属度函数来进行模糊综合评价这一问题，提出了一种基于变权重和组合隶属度函数的GIS气体绝缘状态评估方法。本文在利用熵权法确定权重的基础上，根据变权综合理论引入均衡函数来调整各评价指标的权重。此外，采用梯型、Γ型以及K次抛物线型相结合来确定各指标的隶属度函数，以避免单一隶属度函数不能满足各个指标的特点所造成的评价误差。最后利用综合诊断模型来最终确定其绝缘状态的结果，减少由于设备气体绝缘劣化而导致的故障，并为之后的设备检修和故障判断提供相应的判断依据。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

基于变权重和组合隶属度函数的GIS气体绝缘状态评估方法，包括如下步骤：

步骤1：筛选出影响指标集，并将其归类划分；

步骤2：根据所采集的数据样进行归一化处理；

步骤3：采用熵权法计算每个指标的权重值；

步骤4：把影响气体绝缘的指标汇总和整理，根据气体绝缘故障的检测和维护状况利用模糊数学的方法对指标进行分析；

步骤5：根据指标特点构造符合其本身特点的隶属度函数；

步骤6：将指标对应求其隶属度函数的值，组成相应的评价矩阵Bij，把气体绝缘状态分为良好、正常、注意、异常、故障五种状态；

步骤7：采用模糊综合评价中加权平均的模型来确定气体绝缘状态，根据隶属度最大原则来最终确定气体绝缘状态的结果。

上述方案中，优选的是步骤1中筛选影响指标集的依据为：以多源状态信息与气体绝缘状态间的内在联系为基础，根据《电力设备预防性试验规程》和《输变电设备状态评价导则》筛选GIS气体绝缘影响指标。

上述方案中，优选的是步骤2中归一化处理的过程为：设m个待测数据，n个指标指标，得到矩阵(a_ij)_m×n，其中a_ij为第i个指标所对应的第j个因素的评价值，将其归一化之后得到矩阵(a_ij)_m×n’。

正项指标：

逆向指标：

其中，i为因素个数，j为状态个数，m和n均为正整数。

上述方案中，优选的是步骤3中计算权重值的过程为：首先，计算第j个状态下的第i个因素占其指标的比重值：

其中，j＝1，2…n，i为因素个数，j为状态个数；

其次，计算第j个指标的信息熵：

其中，k＝1/lnm，j＝1，2…n，

然后，计算第j个指标的熵权；

其中，i代表每个因素，j代表每个因素所对应的状态，n为总的状态数；

最后，将均衡函数引入变权公式得到指标的变权重数值，式(6)为均衡函数，将其引入变权公式后变权重表达式为式(7)；