一种电力设备多状态风险评估方法技术

本发明专利技术公开了一种电力设备多状态风险评估方法，包括以下步骤：S1：构建基于协变量的连接函数，构建基于基准函数和连接函数的风险率函数；S2：基于风险率函数计算设备风险率，基于设备风险率计算可靠度，基于可靠度计算平均剩余寿命。本发明专利技术的有益效果是：能考虑内部因素和外部因素的影响，对影响因素进行划分，通过监测获取设备信息，得到设备在当前运行时刻的风险率，进而得到设备可靠度函数，通过设备可靠度函数计算在当前运行时刻下设备的剩余寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种电力设备多状态风险评估方法


[0001]本专利技术涉及电力设备风险评估
，特别涉及一种电力设备多状态风险评估方法。

技术介绍

[0002]电力设备的稳定运行是电力系统安全稳定运行的重要基础保障，在实际应用过程中，准确的设备健康状态评估可以减少20％至50％的设备维护费，有效地监控和评估设备健康状态，保障输变电安全，对提高电力系统的可靠性，减少设备维护成本具有重要的意义。传统设备检修，具有较强的主观性，同时，在检修过程中需要停机维护，严重影响了输送电的稳定性，用户体验感较差。
[0003]现有技术中，评估方法主要是根据历史案例数据，选取电力设备状态影响变量，训练数据并建立变量与状态之间的定量评估模型，用于状态的预测，此类方法对评估模型的依赖较大，具有局限性。需要一种通过监测获取设备信息，得到设备风险率、可靠度和设备剩余寿命的方法。
[0004]例如，一种在中国专利文献上公开的“一种电力系统的风险评估方法”，其公告号：CN104732458A，其申请日：2015年03月31日，该专利技术提出了一种电力系统的风险评估方法，对于电力系统的稳定性进行分析，从而通过风险评估的方式来确定电力系统的稳定性，通过各项指标的分析来进行风险评估，并通过控制措施来应对电力系统发生的风险，从而维持电力系统的稳定与安全，但是存在不能综合考虑内部因素和外部因素的影响，不能得到设备在当前运行时刻的风险率和可靠度，不能评估设备剩余寿命的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术不能综合考虑内部因素和外部因素的影响，不能得到设备在当前运行时刻的风险率和可靠度，不能评估设备剩余寿命的不足，本专利技术提出了一种电力设备多状态风险评估方法，能考虑内部因素和外部因素的影响，对影响因素进行划分，通过监测获取设备信息，得到设备在当前运行时刻的风险率，进而得到设备可靠度函数，通过设备可靠度函数计算在当前运行时刻下设备的剩余寿命。
[0006]以下是本专利技术的技术方案，一种电力设备多状态风险评估方法，包括以下步骤：
[0007]S1：构建基于协变量的连接函数，构建基于基准函数和连接函数的风险率函数；
[0008]S2：基于风险率函数计算设备风险率，基于设备风险率计算可靠度，基于可靠度计算平均剩余寿命。
[0009]本方案中，考虑协变量的影响，对协变量进行划分，通过监测获取设备信息，得到设备在当前运行时刻的风险率，进而得到设备可靠度函数，通过设备可靠度函数计算在当前运行时刻下设备的剩余寿命。
[0010]作为优选，协变量包括内部影响因素和外部影响因素，内部影响因素包括设备老化状态和设备运行状态，外部影响因素包括天气状态和环境状态。
[0011]本方案中，影响设备正常运行和寿命的因素很多，主要是内部影响因素和外部影响因素，内部影响因素包括设备老化状态和设备运行状态，外部影响因素包括天气状态和环境状态，通过对协变量进行状态划分，能够考虑一个或多个协变量状态对设备的影响。
[0012]作为优选，协变量为设备老化状态时，表达式如下：
[0013][0014]上式中，T
n
代表了第n个状态转移时刻，Z(s)为设备在时刻s的老化状态值。
[0015]本方案中，协变量包括设备老化状态、设备运行状态、天气状态和环境状态等，本文研究的是设备老化状态，其他协变量状态亦可进行对应的研究，不影响本文原理。通过对协变量进行状态划分，能够考虑一个或多个协变量状态对设备的影响，通过对设备老化状态的研究，能够定向研究设备老化状态对设备可靠性和剩余寿命的影响。
[0016]作为优选，基准函数为威布尔分布函数，连接函数为指数型函数。
[0017]本方案中，可靠性分析时，根据实际情况与获取的数据，通常采用不同的寿命分布模型进行数据分析，比如泊松分布、二项分布、指数分布、威布尔分布、伽马分布等等，其中，指数分布的风险率始终为常数。
[0018]作为优选，基准函数用于描述设备老化状态，表达式如下：
[0019][0020][0021]上式中，β为形状参数，η为特征寿命参数，B、C为经验参数，θ
H
为绕组热点温度，t为服役期总计等效运行时间。
[0022]本方案中，基准函数用于描述设备老化状态，根据绕组热点温度，查出对应参数B、C的值，可计算出变压器的特征寿命参数，相应的，基准函数中的运行时间参数亦须折算到热点温度恒定的等效运行时间，先将服役期分为若干个热点温度恒定的区间，对每个区间折算后求和即为等效运行时间，基于等效运行时间可计算服役期总计等效运行时间。
[0023]作为优选，连接函数用于量化协变量对风险率的影响，表达式如下：
[0024]ψ(Z(t))＝exp(γZ(t))，
[0025]Z(t)＝1,2,...,n，
[0026]上式中，n为状态数量，γ为待估计的协变量系数，Z(t)为设备在t时刻的状态值，Ψ(Z(t))是连接函数。
[0027]本方案中，连接函数中协变量可以是一个或多个协变量，针对具体的协变量，将协变量状态进行划分，划分标准可根据相关标准和历史经验。
[0028]作为优选，基于基准函数和连接函数构建风险率函数，风险率函数表达式如下：
[0029][0030]上式中，t
′
为总计等效运行时间，β为待估计参数，γ为待估计的协变量系数，Z(t)为设备在t时刻的状态值，η为特征寿命参数。
[0031]本方案中，待估计参数和待估计的协变量系数可通过极大似然估计法进行求解，得到设备在当前运行时刻的风险率，进而得到设备可靠度函数，通过设备可靠度函数计算在当前运行时刻下设备的剩余寿命。
[0032]作为优选，基于风险率函数计算可靠度，用于衡量设备在未来某一时间点正常运行的概率，可靠度函数表达式如下：
[0033][0034]上式中，t
′
为总计等效运行时间，β为待估计参数，γ为待估计的协变量系数，Z(t)为设备在t时刻的状态值，t0和t为设备运行时刻。
[0035]本方案中，可靠度用于衡量设备在未来某一时间点正常运行的概率。
[0036]作为优选，平均剩余寿命用于对设备未来可用寿命的分布进行整体的评估和总结，确定期望的正常运行时间，平均剩余寿命表达式如下：
[0037][0038]上式中，m(t0)为设备在t0时刻的平均剩余寿命，R(t|t0)为可靠度函数。
[0039]本方案中，平均剩余寿命用于对设备未来可用寿命的分布进行整体的评估和总结，通过设备的可靠度函数，继而通过风险度函数在某时刻到无穷大的积分得到设备剩余寿命。
[0040]作为优选，设备状态包括良好、注意、严重和故障，影响设备状态的气体包括：H2、C2H4、C2H2、CH4、C2H6、CO和CO2。
[0041]本专利技术的有益效果是：能考虑内部因素和外部因素的影响，对影响因素进行划分，通过监测获取设备信息，得到设备在当前运行时刻的风险率，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力设备多状态风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：构建基于协变量的连接函数，构建基于基准函数和连接函数的风险率函数；S2：基于风险率函数计算设备风险率，基于设备风险率计算可靠度，基于可靠度计算平均剩余寿命。2.根据权利要求1所述的一种电力设备多状态风险评估方法，其特征在于，协变量包括内部影响因素和外部影响因素，内部影响因素包括设备老化状态和设备运行状态，外部影响因素包括天气状态和环境状态。3.根据权利要求1所述的一种电力设备多状态风险评估方法，其特征在于，协变量为设备老化状态时，表达式如下：上式中，T
n
代表了第n个状态转移时刻，Z(s)为设备在时刻s的老化状态值。4.根据权利要求1所述的一种电力设备多状态风险评估方法，其特征在于，基准函数为威布尔分布函数，连接函数为指数型函数。5.根据权利要求1所述的一种电力设备多状态风险评估方法，其特征在于，基准函数用于描述设备老化状态，表达式如下：于描述设备老化状态，表达式如下：上式中，β为形状参数，η为特征寿命参数，B、C为经验参数，θ
H
为绕组热点温度，t为服役期总计等效运行时间。6.根据权利要求1所述的一种电力设备多状态风险评估方法，其特征在于，连接函数用于量化协变量对风险率的影响，表达式如下：ψ(Z(t))＝exp(γZ(t))，Z(t)＝1,2,....

【专利技术属性】
技术研发人员：张森海，周刚，盛鹏飞，吴立文，朱成亮，费丽强，张嘉文，王新影，朱迪，盛银波，郭建峰，赵旭州，王聃，宋明月，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，
类型：发明
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