一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法，包括：分析可能造成电压互感器损坏的因素，确定电压互感器致损因子，利用盲数理论对各致损因子进行主观赋权；建立电压互感器损坏概率软层次模型，计算各个致损因子的发生概率；采用模糊信息粒化算法处理电压互感器损坏事故发生的概率，量化数据边缘的不确定性，得到模糊信息粒，确认每个电压互感器的损坏概率。本发明专利技术基于盲数理论的主观赋权，通过对致损因子可靠性的控制，能够降低专家评判的主观误差，最大程度地发挥主观赋权的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法。
技术介绍
电压互感器(简称PT)是连接电网一次系统与二次系统，对电网进行实时的测量、监视、保护与控制的关键电气设备之一。近年来，电压互感器损坏事故频繁发生，严重影响了电网的安全运行。国内外许多学者对配网中电压互感器的损坏原因和机理进行了研究，认为PT损坏主要来源于制造工艺上存在缺陷和电网故障引发电压互感器产生过电压、过电流。目前对电压互感器损坏原因和机理主要有以下方面的认识：1)高压侧绕组绝缘老化，绕组层间发生局部放电使温度过高，导致高压绕组烧断；2)匝间绝缘薄弱，运行过程中导致匝间短路，在短路绕组中形成较大的环流，使导线过热；3)绝缘膜间存有气隙，造成绝缘体内部绝缘产生局部放电，长期在局部电荷的影响下产生绝缘击穿；4)在雾霾天气下，空气中的湿度上升，污秽物增多，导致外绝缘表面污秽物增加与高湿度环境叠加后，易造成闪络，引起绝缘能力降低，导致线圈短路；5)电压互感器与系统中的电容性元件发生铁磁谐振，使电压互感器端电压升高，电源中性点出现较大的位移电压，电压相位的反倾，励磁电流大大增加，导致电压互感器损坏；6)系统发生单相间歇性接地故障导致系统状态的频繁切换而产生暂态冲击电流，造成电压互感器因过热而损坏。近年来，通过对电压互感器的损坏原因和机理进行分析，提出了一些防范措施，虽然能够在一定程度上降低PT损坏事件的发生，但随着电网智能化的发展，现有方法仍无法满足安全性和可靠性要求。主要表现在：1)仅对电压互感器损坏进行单因素的分析，无法全面把握电压互感器安全运行的影响因素，在此基础上提出的防范措施，不能对电压互感器起到全面的保护；2)现有研究方法无法给运行管理部门提供电压互感器的当前整体状态，也无法判断PT一定时间内损坏的潜在危险程度。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法，本方法基于模糊信息粒化和盲数理论主观赋权的电压互感器损坏概率预测，能够结合历史数据和专家经验，为是否需要更换电压互感器等决策提供理论依据。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法，具体步骤包括：(1)分析可能造成电压互感器损坏的因素，确定电压互感器致损因子，利用盲数理论对各致损因子进行主观赋权；(2)建立电压互感器损坏概率软层次模型，计算各个致损因子的发生概率；(3)采用模糊信息粒化算法处理电压互感器损坏事故发生的概率，量化数据边缘的不确定性，得到模糊信息粒，确认每个电压互感器的损坏概率。所述步骤(1)中，利用专家对各个致损因子进行主观赋权，计算每个专家的可信度，根据专家达成的共识程度来衡量致损因子的重要性，继而运用盲数进行主观赋权。所述步骤(1)中，具体包括：(1-1)根据所有专家的可信度，构建专家可信度集合，表示每个专家的综合可信度；(1-2)依据各个专家的综合可信度，计算专家组的综合可信度和每个专家的绝对综合可信度；(1-3)依照每个专家的可信度构建盲数，根据数理统计计算盲数均值的方差和标准差；(1-4)根据方差和标准差构造致损因子可靠度来衡量专家意见的共识程度，运用盲数对每个致损因子进行主观赋权。所述步骤(2)中，电压互感器损坏概率软层次模型共包括三个层次，基础层：分析电压互感器多种致损因子所建立的子模型及相互关系；中间层：量化各个子模型包含的因素及相互关系；最终层：针对具体的致损因子，计算电压互感器损坏概率。所述步骤(2)中，建立基础层的具体方法为：根据电压互感器可能存在多种致损因子，电压互感器运行中损坏的概率表示为每一类致损因子导致电压互感器损坏的概率与其权重系数的乘积之和。所述步骤(2)中，建立中间层的具体方法为：利用每个致损因子的危险性和电压互感器的脆弱性表征每个致损因子发生的概率，其中致损因子的危险性包括历史危险性、潜在危险性，电压互感器脆弱性包括历史脆弱性、潜在脆弱性。所述步骤(2)中，电压互感器脆弱性的计算方法为：(2-1)根据电压互感器在每一类致损因子发生时的暴露程度和承受能力计算历史脆弱性；(2-2)使历史脆弱性随时间结合电压互感器本身、外部环境及投入运营时间，计算潜在脆弱性；(2-3)累加一段时间内电压互感器对每类致损因子的历史脆弱性和潜在脆弱性，得到电压互感器的脆弱性。所述步骤(2)中，致损因子的危险性的计算方法包括：(2-a)计算每一类致损因子运行幅值与额定值比值的最大值，确定历史危险性；(2-b)使历史危险性随时间结合电网运行状态及电路等值参数，计算潜在危险性；(2-c)累加一段时间内电压互感器对每类致损因子的历史危险性和潜在危险性，得到电压互感器的危险性。所述步骤(3)中，具体步骤包括：(3-1)根据电压互感器实际运行情况，确定离散模糊信息的隶属函数；(3-2)根据不同的数据来源，确定其误差范围，根据误差范围，确定模糊信息粒的确定区域和扩散范围；(3-3)明确确定区域和扩散范围边界，计算得到模糊信息粒，计算电压互感器的损坏概率。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术所采用的基于盲数理论的主观赋权，通过对致损因子可靠性的控制，能够降低专家评判的主观误差，最大程度地发挥主观赋权的优点；(2)本专利技术所采用的离散模糊信息粒化算法，在处理模糊的、不完整的和不确定的数据方面具有明显优势；(3)本专利技术所采用的软层次模型，使问题的解决思路更清晰、更直观，可以让管理决策者比较全面的认识各致损因子和电压互感器脆弱性之间的相互关系。附图说明图1为基于盲数理论的主观赋权法；图2为电压互感器致损概率的软层次模型；图3为模糊信息粒粒化形式示意图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。一种电压互感器损坏概率预测方法，它的具体步骤是：针对电压互感器各致损因子，运用盲数理论对各致损因子进行主观赋权，其次采用软层次模型建立致损因子概率模型，最后采用模糊信息粒化算法处理电压互感器损坏事故发生的概率，量化数据边缘的不确定性。具体步骤如下：步骤一：基于盲数理论确定各至损因子的主观权重系数。权重的合理确定对综合评价而言至关重要。通常专家对各致损因子的赋权是在盲信息状态下进行的，专家根据各自的认识和经验对各致损因子的重要性作出评价时，往往不是一个定值xi，而是落在xi附近且可信度为Γi的区间里。盲数理论是区间分布的可信度函数，是处理和表达盲信息的工具，能较好的利用各个专家的经验，降低专家信息的主观性，提高主观赋权的客观性、可靠性。步骤二：建立电压互感器损坏概率软层次模型，本着从简单到复杂，从抽象到具体的思想，采用软层次模型建立电压互感器损坏概率模型，分为3层：基础层——概念模型，分析电压互感器多种致损因子所建立的子模型及相互关系；中间层——过渡模型，量化各个子模型包含的因素及相互关系；最终层——实用模型，针对具体的致损因子，计算电压互感器损坏概率。步骤三：采用模糊信息粒化方法量化电压互感器损坏的概率。1.基于盲数理论的主观权重的确定。具体步骤如图1所示，首先确定专家的可信度，然后对专家给出的评估区间用盲数表示，并计算其盲数均值、方差和标准差，进一步构造致损因子可靠度，最后通过致损因子可靠度计算权重。1)专家可信度可用表示，值越大，则专家可信度越大，设一组专家S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法，其特征是：具体步骤包括：(1)分析可能造成电压互感器损坏的因素，确定电压互感器致损因子，利用盲数理论对各致损因子进行主观赋权；(2)建立电压互感器损坏概率软层次模型，计算各个致损因子的发生概率；(3)采用模糊信息粒化算法处理电压互感器损坏事故发生的概率，量化数据边缘的不确定性，得到模糊信息粒，确认每个电压互感器的损坏概率。

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法，其特征是：具体步骤包括：(1)分析可能造成电压互感器损坏的因素，确定电压互感器致损因子，利用盲数理论对各致损因子进行主观赋权；(2)建立电压互感器损坏概率软层次模型，计算各个致损因子的发生概率；(3)采用模糊信息粒化算法处理电压互感器损坏事故发生的概率，量化数据边缘的不确定性，得到模糊信息粒，确认每个电压互感器的损坏概率。2.如权利要求1所述的一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法，其特征是：所述步骤(1)中，利用专家对各个致损因子进行主观赋权，计算每个专家的可信度，根据专家达成的共识程度来衡量致损因子的重要性，继而运用盲数进行主观赋权。3.如权利要求1所述的一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法，其特征是：所述步骤(1)中，具体包括：(1-1)根据所有专家的可信度，构建专家可信度集合，表示每个专家的综合可信度；(1-2)依据各个专家的综合可信度，计算专家组的综合可信度和每个专家的绝对综合可信度；(1-3)依照每个专家的可信度构建盲数，根据数理统计计算盲数均值的方差和标准差；(1-4)根据方差和标准差构造致损因子可靠度来衡量专家意见的共识程度，运用盲数对每个致损因子进行主观赋权。4.如权利要求1所述的一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法，其特征是：所述步骤(2)中，电压互感器损坏概率软层次模型共包括三个层次，基础层：分析电压互感器多种致损因子所建立的子模型及相互关系；中间层：量化各个子模型包含的因素及相互关系；最终层：针对具体的致损因子，计算电压互感器损坏概率。5.如权利要求1所述的一种基于模糊信息粒化的电压互感器损坏概率预估方法，其特征是：所述步骤(2)中，建立基础层的具体方法为：根据电压互感器可能存在多种致损因...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉兴全，朱仰贺，于永进，樊淑娴，吴娜，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37