一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统及方法，通过采集设备的故障率和修复率来描述采集设备运行与故障之间的转换过程；以基于序贯蒙特卡洛法的状态持续时间抽样技术，在一个规定的时间周期内建立一个虚拟的用电信息采集系统状态循环转移过程，并对每一个系统状态进行计算分析，最终通过统计性规律得到评价指标评价系统的可靠性，本发明专利技术用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统弥补了目前用电信息采集系统可靠性研究的不足，可以较好地解决对整个系统运维可靠性评估的问题，系统在实际运行中可能出现的各种故障运行状态，把系统的风险性指标作为系统运维质量的参考依据，对系统进行调整与改进，从而确保系统可靠高效的运行。

【技术实现步骤摘要】
一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统及方法
本专利技术属于电学领域，特别涉及一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统及方法。
技术介绍
用电信息采集系统可靠性是用电信息采集系统运维质量的关键，对用电信息采集系统可靠性评估的主要过程是先对各种类型的采集设备进行可靠性试验以获取相应的可靠性参数；然后建立采集系统中各元件的可靠性模型；其次采用模拟随机生产的方法对采集系统进行可靠性生产模拟；最后根据系统相关的风险指标计算公式，求出系统的可靠性参数。随着电能信息采集规模持续增加，管理维护难度越来越大，建立用电信息采集系统运维质量评价模型显得尤为重要。目前，已有学者利用威布尔分布模型建立采集终端的寿命分布函数，通过开展温度湿度加速寿命试验获得采集终端样本在多种应力水平下的失效数据，同时针对采集设备多失效模式的情形，提出采集设备可靠性验证试验方法，建立了采集设备的可靠性串联模型，给出了失效模式和失效判据。但是以上的研究依然停留在采集系统中各元件的可靠性试验、可靠性参数的获取以及系统失效判据，缺少对整个采集系统进行可靠性评估的方法与模型。因此需建立以一个完整的用电信息采集系统可靠性评估模型，可实现对采集系统的可靠性评估，模拟系统在实际运行中可能出现的故障，把系统的可靠性指标作为系统运维质量的参考依据，对系统进行调整与改进，从而可确保系统可靠高效的运行。
技术实现思路
为了克服以上问题，本专利技术提供了一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统及方法。本用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统弥补了目前用电信息采集系统可靠性研究的不足，可以较好地解决对整个系统运维可靠性评估的问题，模拟系统在实际运行中可能出现的各种故障运行状态，把系统的风险性指标作为系统运维质量的参考依据，对系统进行调整与改进，从而可确保系统可靠高效的运行。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估方法，包括如下步骤：步骤一、输入采集系统各元件相关参数；相关参数包括元件的故障率和修复率；步骤二、初始化每个元件使得在起始时间点上每个元件处于相同的状态；所述状态为运行状态；步骤三、生成一组随机数：即对应每个元件随机生成对应的随机数R，R∈[0,1]；则每个元件所处状态的运行时间即采集设备运行状态持续时间X设定为：其中，当元件的状态为运行状态时λ为对应元件的故障率；当元件的状态为故障状态时λ为对应元件的修复率；步骤四、寻找各元件持续时间中的最小值作为整个采集系统的初始状态的持续时间，计作一次系统运行状态；步骤五、确定下一次系统运行状态的持续时间：各元件状态持续时间减去各元件持续时间中的最小值得到差值；若差值为零，则所对应元件重复步骤三生成与上一个状态相反的下一个状态的持续时间，作为下一次采集设备运行状态的持续时间；即若上一个状态为运行状态，则下一个状态为故障状态，若上一个状态为故障状态则下一个状态为运行状态；若差值不为零，则对应元件保持上一个状态；同时将差值作为在下一次系统运行状态的持续时间；步骤六、重复步骤四和步骤五，至累计的系统运行状态的次数达到预设数N；步骤七、计算得到系统失效概率Pf，系统失效频率Ff，系统平均持续时间Df。进一步的改进，N＝500000。进一步的改进，系统处于失效状态的判断方法如下：P＝x1e1+x2e2+…+xkek≤E；Xk为表示第k个元件配置的权值；ek为第k个采集终端的运行状态：当第k个采集设备处于运行状态时，ek＝1；当第k个采集设备处于故障状态时，ei＝0；当关联模型计算值P大于阈值E时可以判定为采集系统处于失效状态。进一步的改进，所述阈值E采用手肘法确定。进一步的改进，其中，N表示系统运行状态的预设数；Ddk表示系统运行状态的次数达到预设数N时出现失效状态的持续时间；Duk表示系统运行状态的次数达到预设数N时出现正常运行状态的持续时间；Mdn表示系统运行状态的次数达到预设数N时出现采集系统失效状态的总次数；Mup表示系统运行状态的次数达到预设数N时出现采集系统正常运行状态的总次数。一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统，包括输入单元，输入单元用于各元件相关参数；相关参数包括元件的故障率和修复率；系统运行状态统计单元，用于记录系统运行状态的累计次数，并且确定每次系统运行状态维持的时间；计算单元，用于计算系统失效概率Pf，系统失效频率Ff，系统平均持续时间Df；系统失效状态的判断单元，用于判断系统在每次的系统运行状态是否处于失效状态。本专利技术的优点：包括采集设备元件的可靠性建模，通过采集设备的故障率和修复率来描述采集设备运行与故障之间的转换过程；以一种基于序贯蒙特卡洛法的状态持续时间抽样技术，在一个规定的时间周期内建立一个虚拟的用电信息采集系统状态循环转移过程，并对每一个系统状态进行计算分析，最终通过统计性规律得到评价指标；用电信息采集系统失效判定模型，采用加权形式判断系统是否失效，更好地表征了元件的差异性以及系统的权联等复杂结构，同时针对系统失效阈值，提出了手肘法进行阈值最优值的确定；基于用电信息采集系统的风险指标计算公式，主要包括系统失效概率、失效频率以及平均失效时间等参数。本用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统弥补了目前用电信息采集系统可靠性研究的不足，可以较好地解决对整个系统运维可靠性评估的问题，模拟系统在实际运行中可能出现的各种故障运行状态，把系统的风险性指标作为系统运维质量的参考依据，对系统进行调整与改进，从而可确保系统可靠高效的运行。附图说明图1为本专利技术一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统的采集设备元件可靠性模型原理图；图2为一个由两个采集元件组成的用电信息采集系统状态时序转移图；图3为本专利技术一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统工作流程图。具体实施方式下面结合具体实施例和说明书附图对本专利技术做进一步阐述和说明:一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统包括采集设备元件可靠性建模、用电信息采集系统的随机生产模拟运行、系统失效判定模型、用电信息采集系统风险性指标计算等几个部分。其中，用电信息采集系统中各采集设备受到外界因素干扰较小，使用寿命较长，且各元件的故障可近似认为相互独立的，同时其老化因素对采集设备的实用寿命影响较小。故在本用电信息采集系统运维质量可靠性评估系统中采集设备元件的可靠性模型是采用两状态元件停运模型，此模型的建立是基于以下几点简化条件：1、假设采集设备各元件之间停运是相互独立的，只需考虑它们的独立停运模型。2、认为采集设备元件发生的故障是可修复性强迫故障，忽略因老化等因素导致的致命性故障与计划停运。参见图1，采集设备元件的可靠性模型是以采集设备的故障率(λ)和修复率(μ)来表示元件故障状态与停运状态之间的转换关系，即把λ-1看作采集设备发生故障之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、输入采集系统各元件相关参数；相关参数包括元件的故障率和修复率；/n步骤二、初始化每个元件使得在起始时间点上每个元件处于相同的状态；所述状态为运行状态；/n步骤三、生成一组随机数：即对应每个元件随机生成对应的随机数R，R∈[0,1]；则每个元件所处状态的运行时间即采集设备运行状态持续时间X/n设定为：

【技术特征摘要】
1.一种用电信息采集系统运维质量可靠性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、输入采集系统各元件相关参数；相关参数包括元件的故障率和修复率；
步骤二、初始化每个元件使得在起始时间点上每个元件处于相同的状态；所述状态为运行状态；
步骤三、生成一组随机数：即对应每个元件随机生成对应的随机数R，R∈[0,1]；则每个元件所处状态的运行时间即采集设备运行状态持续时间X
设定为：
其中，当元件的状态为运行状态时λ为对应元件的故障率；当元件的状态为故障状态时λ为对应元件的修复率；
步骤四、寻找各元件持续时间中的最小值作为整个采集系统的初始状态的持续时间，计作一次系统的运行状态；
步骤五、确定下一次系统运行状态的持续时间：
各元件状态持续时间减去各元件持续时间中的最小值得到差值；若差值为零，则所对应元件重复步骤三生成与上一个状态相反的下一个状态的持续时间，作为下一次采集设备运行状态的持续时间；即若上一个状态为运行状态，则下一个状态为故障状态，若上一个状态为故障状态则下一个状态为运行状态；
若差值不为零，则对应元件保持上一个状态；同时将差值作为在下一次系统运行状态的持续时间；
步骤六、重复步骤四和步骤五，至累计的系统运行状态的次数达到预设数N；
步骤七、计算得到系统失效概率Pf，系统失效频率Ff，系统平均持续时间Df。


2.权利要求1所述的用电信息采集系统运维质量可靠性评估方法，其特征在于，N＝500000。


3.权利要求1所述的用电信息采集系统运维...

【专利技术属性】
技术研发人员：马云龙，钟啸，范洁，王进，林梓圻，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，湖南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32