[发明专利]基于逆向模糊层次分析的电网信息系统设备状态预警方法

权利要求书

1.一种基于逆向模糊层次分析的电网信息系统设备状态预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建反映电网信息系统设备运行状态的差异化指标体系；

所述步骤1中，根据电网信息系统硬件设备类型，构建反映设备运行状态的相同或不同的差异化指标体系；

步骤2：根据步骤1构建的差异化指标体系采集数据并存储，利用采集的当日之前的历史数据拟合出设备不同指标的日运行曲线；

所述日运行曲线用于预测设备运行状态及计算预警状态，假设已拟合出第一天的日运行曲线并将其应用于第二天的设备状态预测及预警状态计算，则应用于第三天的设备状态预测及预警状态计算的日运行曲线的获取方法为：

(1)若第二天设备运行状态正常，将第二天采集的数据利用最小二乘法或高斯消元法或三次样条函数拟合法获得日运行曲线的方法进行拟合，再与第一天的日运行曲线求算术平均值，获得均值曲线，将所述均值曲线应用于第三天的设备状态预测及预警状态计算；

(2)若第二天设备运行状态提示预警并修复，废除第二天采集的数据，将第一天的日运行曲线应用于第三天的设备状态预测及预警状态计算；

(3)若第二天设备运行状态异常且未修复，至设备修复并接入系统时，作为新添加设备，利用步骤(1)所述的方法获得日运行曲线；

步骤3：利用步骤2拟合的日运行曲线计算累计偏差量Ω，并将求得的累计偏差量Ω与预设值k进行比较，若当前时刻的累计偏差量Ω超过预设值k，则开始计时，直至累计偏差量Ω低于预设值k，并在持续时间h后仍低于预设值k，或者当计时时长大于预设时长t_b时，则停止计时，获得设备运行状态异常的持续时间t_a；

所述步骤3中，计算累计偏差量Ω的方法为：

将当前时间段的一组采样值与日运行曲线在该时间段的数据做差，计算出累计偏差量Ω，假设当前时间段为(t-mΛ,t)，其中Λ为采样间隔，m为采样间隔的数量，t为当前时刻，则累计偏差量的数学表达式为：

式中，y_i为实时采样值，为拟合日运行曲线对应时刻数值，i为采样间隔编号；

步骤4：将步骤3计算得到的累计偏差量Ω与相应指标进行1-9标度映射，得到模糊一致判断矩阵；

所述步骤4模糊一致判断矩阵的建立方法为：

步骤4-1：以累计偏差量Ω为输入，以1-9标度为输出进行映射，其中，1-9标度表示从1级到9级逐步提升的预警重要度；

步骤4-2：根据设备出厂及实验数据得到指标稳定运行极限值e，并将区间分为依次相连的9个小区间，划分方式为均分或按lgN,N＝1,2,...,10构成的间隔比例划分，则累计偏差量Ω在第i个区间的输出值为μ_i＝i，i＝1,2,...,9；

步骤4-3：对第j项指标，由步骤4-1和步骤4-2求出各个指标的标度值μ_i，令c_j＝μ_i,i＝1,2,...,9；j＝1,2,...,n，其中，c_j为指标C中第j项指标取值，n为接入预警系统的电网信息系统所有设备包含的指标数目总和；

步骤4-4：令A＝(a_ij)_n×n，R＝(r_ij(α))_n×n，其中，a_ij＝c_i/c_j，c_i、j∈C，则A＝(a_ij)_n×n为一致的正互反判断矩阵，其中r_ij＝log_αa_ij+0.5，(α≥81)，对

有a_ij＝a_ik/a_jk∈A，此时满足r_ij(α)＝r_ik(α)-r_jk(α)+0.5，则R＝(r_ij(α))_n×n为模糊一致判断矩阵，其中，a_ij、a_ik、a_jk均为一致的正互反判断矩阵A中元素，c_i、c_j为指标集C中指标取值，r_ij、r_ik、r_jk为模糊一致判断矩阵R中元素，i,j,k＝1,2,...,n，n为接入预警系统的电网信息系统所有设备包含的指标数目总和；

步骤5：采用逆向层次分析法求取设备的预警权重；

所述步骤5中，采用逆向层次分析法求取设备的预警权重的方法为：

根据模糊一致判断矩阵计算各指标权值，将属于单台设备的指标权值求和，并根据该设备包含的指标数目平均值，逆向求得单台设备的预警权重，其中，各指标权值的计算式为：

式中，w_i表示第i个指标权值；β表示大于1的常数；i、j、k均表示1到n的常数；n为接入预警系统的电网信息系统所有设备包含的指标数目总和；r_ij、r_kj为模糊一致判断矩阵R中元素；

步骤6：根据设备运行持续时间h后的预警权重增量对此设备运行状态做出分级预警，根据做出分级预警的设备数量及其预警等级对信息系统做出分级预警；

所述步骤6中，根据设备一段时间的权重增量对此设备运行状态做出分级预警的方法为：

将设备异常持续时间t_a与权重增量Δ_w做乘积，得到预警面积S_w，根据S_w的计算值将设备状态划分为正常、突发事件和预警，其中将预警分为三级，并设定突发事件和不同预警等级的门限值；

根据提示预警设备数量及其预警等级对信息系统做出分级预警的方法为：

将进入预警状态的设备数量与这些设备预警等级的算术平均值做乘积，根据计算结果设定系统预警等级，并将设备运行状态和相对位置信息相结合，描述存在的故障区域。

2.根据权利要求1所述的一种基于逆向模糊层次分析的电网信息系统设备状态预警方法，其特征在于，所述步骤2中，采用最小二乘法或高斯消元法或三次样条函数拟合法获得日运行曲线。