一种改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法技术

本发明专利技术公开了一种改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法，包括：获取电缆接头局部放电评估特征量，并进行标准化处理；采用综合赋权法计算各评估特征量的权重值；结合电缆接头的多种运行状态划分评估等级，根据划分的评估等级确定各等级的隶属度函数；选择的同一变电站不同开关柜电缆接头各评估特征量标准化处理的值分别代入各等级的隶属度函数中，从而求得各电缆接头的模糊关系矩阵；利用得到的模糊关系矩阵，对各评估特征量的权重值进行加权平均运算，依据最大隶属度原则，确定电缆接头的运行状态对应的评估等级。本发明专利技术提供的方法采用改进的综合赋权法对局部放电的各评估特征量进行综合赋权，能够及时准确地评估出电缆接头绝缘健康状态。

【技术实现步骤摘要】
一种改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法
本专利技术涉及电缆接头绝缘运行状态监测
，特别是涉及一种改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法。
技术介绍
电力系统在国民经济中发挥着显著作用，随着智能电网建设全面深入地开展，这对高压电气设备安全运行水平和智能化的要求也越来越高。高压开关柜中的电缆接头是电缆线路终端，起着连接电缆线路和开关柜等设备的作用；因其结构及制作工艺复杂，电缆接头也是局部放电频发的位置。随着计算机技术、传感技术的快速发展，电力设备的在线监测技术得到广泛应用，监测的目的是评估电缆当前的状态能否满足运行要求；局部放电是表征绝缘运行状况的重要因素，通过在线监测的局部放电特征量可以实时了解电力电缆的绝缘运行状况。现有技术往往通过打分机制来评判设备健康状况，这种考核者凭自己以往的经验直接给定分值，决策结果具有较强的主观随意性，容易造成误判。而基于数据的模糊性特点的模糊综合评价方法在权重幅值方面需要综合考虑主客观因素进行综合赋权，避免主观赋权法的客观性较差的缺点，弥补客观赋权法完全根据数据之间的关系而导致确定的权重与人们主观愿望不一致的弊端。因此，基于在线监测的局部放电特征量，通过改进从综合模糊评价法来分析电缆接头的运行状况，对于及时准确地评估出电缆接头绝缘健康状态以及保障电力系统安全具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法，采用改进的综合赋权法对局部放电的各评估特征量进行综合赋权，改进了单纯主观赋权或客观赋权存在的不足，同时也弥补现有人为主观打分制评估电缆状态的弊端，及时准确地评估出电缆接头绝缘健康状态以及保障电力系统安全。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法，包括以下步骤：S1，获取电缆接头局部放电评估特征量，并对各评估特征量进行标准化处理；S2，采用综合赋权法计算各评估特征量的权重值：基于熵值法计算各评估特征量的客观权重，根据各特征参量指标的相关度大小，按照主观意向进行赋权，得到主观权重，根据客观权重和主观权重进行综合赋权；S3，结合电缆接头的多种运行状态划分评估等级，根据划分的评估等级确定各等级的隶属度函数；S4，选择的同一变电站不同开关柜电缆接头各评估特征量标准化处理的值分别代入各等级的隶属度函数中，从而求得各电缆接头的模糊关系矩阵；S5，利用得到的模糊关系矩阵，对各评估特征量的权重值进行加权平均运算，依据最大隶属度原则，确定电缆接头的运行状态对应的评估等级。进一步的，所述步骤S1，获取电缆接头局部放电评估特征量，并对各评估特征量进行标准化处理，具体包括：S101，获取电缆接头局部放电评估特征量，包括：局放超声波、暂态地电压、温度、湿度；S102，引入劣化度对各评估特征量进行标准化处理，针对越小越优型的评估特征量，劣化度采用式(1)计算：式中，xmin、xmax为评估特征量的最小和最大阈值；针对越大越优型的评估特征量，劣化度按式(2)计算：式中，xmin、xmax为评估特征量的最小和最大阈值。进一步的，所述步骤S2，采用综合赋权法计算各评估特征量的权重值：基于熵值法计算各评估特征量的客观权重，根据各特征参量指标的相关度大小，按照主观意向进行赋权，得到主观权重，根据客观权重和主观权重进行综合赋权，具体包括：S201，对各评估特征量进行归一化处理，对负向评估特征量按式(3)处理：对正向评估特征量按式(4)处理：式中，xij为第i个电缆接头的第j项评估特征量的数值，i＝1,2…,n；j＝1,2,…,m；S202，计算第j项评估特征量下第i个电缆接头占该评估特征量的比重：S203，计算第j项评估特征量的熵值：式中：k＝1/ln(n)＞0，满足ej≥0；S204，计算信息熵冗余度：dj＝1-ej(7)S205，计算各项评估特征量的客观权重wj：S206，同一电缆接头处各项评估特征量变化趋势具有相关性，通过两两比较各项评估特征量相关性，将计算各电缆接头的各项评估特征量的相关性作为监测参量的可靠度，用于权重确定：式中，评估特征量p为Xjp＝(x1,x2,...,xn)；评估特征量q为Xjq＝(x1,x2,...,xn)，n为各评估特征量的维度；Cov(Xjp,Xjq)为Xjp与Xjq协方差；评估特征量集为Xj＝(Xj1,Xj2,...,Xjm)，p,q∈m；S207，将各项评估特征量之间相关性累加和进行比较并排序，然后赋予相应权值：S208，根据各评估特征量的相关度大小，按照主观意向进行赋值，得到主观权重wj′：式中，w’1，w’2，…，w’m即为各评估特征量根据协方差确定的主观权重；S209，依据wj与wj′综合赋权：进一步的，所述步骤S3中，结合电缆接头的多种运行状态划分评估等级，根据划分的评估等级确定各等级的隶属度函数，具体包括：S301，结合电缆接头的多种运行状态划分评估等级，包括：正常、注意、轻微、异常、紧急五个等级；S302，分别确定正常、注意、轻微、异常、紧急五个等级的三角形-岭形隶属度函数，包括：正常等级的三角形-岭形隶属度函数：注意等级的三角形-岭形隶属度函数：轻微等级的三角形-岭形隶属度函数：异常等级的三角形-岭形隶属度函数：紧急等级的三角形-岭形隶属度函数：式中，x1至x5分别对应正常、注意、轻微、异常、紧急的模糊分界区间划分值。进一步的，所述步骤S4，选择的同一变电站不同开关柜电缆接头各评估特征量标准化处理的值分别代入各等级的隶属度函数中，从而求得各电缆接头的模糊关系矩阵，具体包括：模糊关系矩阵如下：其中，第一个评估特征量在划分的5个等级的隶属度函数，即(13)-(17)中计算结果对应r11r12r13r14r15；第二个评估特征量在划分的5个等级的隶属度函数，即(13)-(17)中计算结果对应r21r22r23r24r25；第n个评估特征量在划分的5个等级的隶属度函数，即(13)-(17)中计算结果对应rn1rn2rn3rn4rn5。进一步的，所述步骤S5中，利用得到的模糊关系矩阵，对各评估特征量的权重值进行加权平均运算，依据最大隶属度原则，确定电缆接头的运行状态对应的评估等级，具体包括：式中，i为选择的在线监测的电缆接头数量。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术提供的改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法，公开了以下技术效果：第一，局部放电是引起电缆绝缘缺陷的主要原因，也是绝缘劣化的重要表征，是评估绝缘状况的重要手段，通过在线监测的局部放电特征量进行状态评估，以实现电缆接头绝缘运行状态的在线评估，提高状态评估的实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，获取电缆接头局部放电评估特征量，并对各评估特征量进行标准化处理；/nS2，采用综合赋权法计算各评估特征量的权重值：基于熵值法计算各评估特征量的客观权重，根据各特征参量指标的相关度大小，按照主观意向进行赋权，得到主观权重，根据客观权重和主观权重进行综合赋权；/nS3，结合电缆接头的多种运行状态划分评估等级，根据划分的评估等级确定各等级的隶属度函数；/nS4，选择的同一变电站不同开关柜电缆接头各评估特征量标准化处理的值分别代入各等级的隶属度函数中，从而求得各电缆接头的模糊关系矩阵；/nS5，利用得到的模糊关系矩阵，对各评估特征量的权重值进行加权平均运算，依据最大隶属度原则，确定电缆接头的运行状态对应的评估等级。/n

【技术特征摘要】
1.一种改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，获取电缆接头局部放电评估特征量，并对各评估特征量进行标准化处理；
S2，采用综合赋权法计算各评估特征量的权重值：基于熵值法计算各评估特征量的客观权重，根据各特征参量指标的相关度大小，按照主观意向进行赋权，得到主观权重，根据客观权重和主观权重进行综合赋权；
S3，结合电缆接头的多种运行状态划分评估等级，根据划分的评估等级确定各等级的隶属度函数；
S4，选择的同一变电站不同开关柜电缆接头各评估特征量标准化处理的值分别代入各等级的隶属度函数中，从而求得各电缆接头的模糊关系矩阵；
S5，利用得到的模糊关系矩阵，对各评估特征量的权重值进行加权平均运算，依据最大隶属度原则，确定电缆接头的运行状态对应的评估等级。


2.根据权利要求1所述的改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法，其特征在于，所述步骤S1，获取电缆接头局部放电评估特征量，并对各评估特征量进行标准化处理，具体包括：
S101，获取电缆接头局部放电评估特征量，包括：局放超声波、暂态地电压、温度、湿度；
S102，引入劣化度对各评估特征量进行标准化处理，针对越小越优型的评估特征量，劣化度采用式(1)计算：



式中，xmin、xmax为评估特征量的最小和最大阈值；
针对越大越优型的评估特征量，劣化度按式(2)计算：



式中，xmin、xmax为评估特征量的最小和最大阈值。


3.根据权利要求1所述的改进模糊综合评价的电缆运行状态评估方法，其特征在于，所述步骤S2，采用综合赋权法计算各评估特征量的权重值：基于熵值法计算各评估特征量的客观权重，根据各特征参量指标的相关度大小，按照主观意向进行赋权，得到主观权重，根据客观权重和主观权重进行综合赋权，具体包括：
S201，对各评估特征量进行归一化处理，对负向评估特征量按式(3)处理：



对正向评估特征量按式(4)处理：



式中，xij为第i个电缆接头的第j项评估特征量的数值，i＝1,2…,n；j＝1,2,…,m；
S202，计算第j项评估特征量下第i个电缆接头占该评估特征量的比重：



S203，计算第j项评估特征量的熵值：



式中：k＝1/ln(n)＞0，满足ej≥0；
S204，计算信息熵冗余度：
dj＝1-ej(7)
S205，计算各项评估特征量的客观权重wj：



S206，同一电缆接头处各项评估特征量变化趋势具有相关性，通过两两比较各项评估特征量相关性，将计算各电缆接头的各项评估特征量的相关性作为监测参量的可靠度，用于权重确定：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜朝晖，严伟，田原，靳云鹏，赵锦荣，赵洪山，孟航，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司晋城供电公司，华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：山西;14