1.一种高压电缆运行状态评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、建立高压电缆运行状态评价指标体系,包括:根据企业标准从高压电缆的运行参数中确定具有目标层、项目层和指标层的三层结构的因素集;并建立状态集;
步骤2、收集待评价高压电缆与上述因素集相应的指标数据,所有指标数据均来源于原始资料、运行记录、预防性试验、带电检测和在线监测系统;
步骤3、对步骤2收集到所述的指标数据进行归一化处理,包括:
将高压电缆运行状态评价指标分为量化型指标、描述型指标和可定性评价型指标;
所述量化型指标由在线监测系统或现场测量得到,对于量化型指标引用相对劣化度的概念进行归一化处理,归一化结果为[0,1],越接近1,电缆运行状态越好;
所述描述型指标是指对于电缆部件的指标,状态程度划分标准仅能用语言来描述的指标,对于描述型指标采用专家打分法进行归一化处理,打分范围为[0,1],分值越接近1,表示电缆运行状态越好;专家打分的依据是国家电网有限公司发布的《Q/GDW 456‑2010电缆线路状态评价导则》;
所述可定性评价型指标是指电缆部件的状态有明确的两个划分标准,对于可定性评价型指标根据两个划分标准,归一化结果为0或1,1为正常状态,0为严重状态;
步骤4、利用灰色模糊理论实现由指标层到项目层的一级评价,从而得到各个项目的评价结果;
步骤5、利用D‑S证据理论实现由项目层到目标层的二级评价,最终得到该高压电缆的运行状态。
2.根据权利要求1所述的高压电缆运行状态评价方法,其特征在于,步骤1中,所述目标层为高压电缆运行状态,该目标层由五个项目层构成,五个项目层包括电缆本体Z1、线路终端Z2、中间接头Z3、附属设备Z4和线路通道Z5;
每个项目层由分别包括多个指标层,其中,所述电缆本体Z1包括的指标层有电缆本体的耐压试验结果Z11、外护套绝缘电阻Z12、局部放电量Z13、线路负荷Z14、外观Z15、家族性缺陷Z16、检修记录Z17、运行年限Z18;所述线路终端Z2包括线路终端的金属连接处温度Z21、套管温度Z22、局部放电Z23、外观Z24、家族性缺陷Z25、检修记录Z26和运行年限Z27;所述中间接头Z3包括中间接头的耐压试验结果Z31、局部放电量Z32、中间接头温度Z33、外观Z34、家族性缺陷Z35、检修记录Z36和运行年限Z37;所述附属设备Z4包括附属设施的耐压试验结果Z41、接地电流Z42、设备连接处温度Z43和外观Z44;所述线路通道Z5包括线路通道的通道主体结构情况Z51、通道外部环境情况Z52、通道标记Z53、构架内部设施Z54、渗漏水及积水情况Z55、防火防盗系统情况Z56和有害气体及异物Z57;
结合电缆线路状态评价的企业标准和高压电缆运行的高压电缆实际工作状态选定状态量,包括所述选定的状态量如下:将所述选定的状态量作为评判因素:
U={U1,U2,…,Um} (1)式(1)中,Ui(i=1,2,…,5)表示表征电缆运行状态的五个项目层电缆本体Z1、线路终端Z2、中间接头Z3、附属设备Z4和线路通道Z5;
Ui={ui1,ui2,…,uin} (2)式(2)中,uij(j=1,2,…,n)表示表征电缆运行状态的第i个项目层中第j个指标;
建立状态集:
V={v1,v2,v3,v4} (3)将高压电缆的运行状态划分为包括正常状态、注意状态、异常状态和严重状态的四个状态等级分别依次用v1,v2,v3,v4表示;
正常状态是:因素集中指标层的指标均在电缆线路状态评价的企业标准规定的注意值以内;
注意状态是,因素集中指标层中的某个或多个指标是电缆线路状态评价的企业标准规定的注意值和异常值的中间值;
异常状态是,因素集中指标层中的某个或多个指标超出警示值,但未达到异常值;
严重状态是,因素集中指标层中的某个或多个指标超出规定的异常值。
3.根据权利要求2所述的高压电缆运行状态评价方法,其特征在于,所述的企业标准包括:国家电网有限公司发布的《Q/GDW 456‑2010电缆线路状态评价导则》和《Q/GDW11316‑
2014电力电缆线路试验规程》。
4.根据权利要求2所述的高压电缆运行状态评价方法,其特征在于,步骤2中,所有指标层数据的来源是:所述的所述电缆本体Z1中,电缆本体的耐压试验结果Z11、外护套绝缘电阻值Z12来源于预防性试验,局部放电量Z13来源于带电检测,线路负荷Z14来源于在线监测系统,外观Z15、检修记录Z17来源于运行记录,家族性缺陷Z16、运行年限Z18来源于原始资料;
所述的线路终端Z2中,线路终端的金属连接处温度Z21、套管温度Z22、局部放电量Z23来源于带电检测,外观Z24、检修记录Z26来源于运行记录,家族性缺陷Z25、运行年限Z27来源于原始资料;
所述中间接头Z3中,中间接头的耐压试验结果Z31来源于预防性试验,局部放电量Z32、中间接头温度Z33来源于带电检测,外观Z34、检修记录Z36来源于运行记录,家族性缺陷Z35、运行年限Z37来源于原始资料;
所述附属设备Z4中,附属设施的耐压试验结果Z41来源于预防性试验,接地电流Z42、设备连接处温度Z43来源于带电检测,外观Z44来源于运行记录;
所述线路通道Z5中,线路通道的主体结构情况Z51、通道外部环境情况Z52、通道标识Z53、构架内部设施Z54、防火防盗系统情况Z56来源于运行记录,渗漏水及积水情况Z55、有害气体及异物Z57来源于在线监测系统。
5.根据权利要求1所述的高压电缆运行状态评价方法,其特征在于,所述步骤4的利用灰色模糊理论实现由指标层到项目层的一级评价,从而得到各个项目的评价结果,内容包括:步骤4‑1)确定灰色模糊权重矩阵:所述的灰色模糊权重矩阵由模部和灰部构成;
所述灰色模糊权重矩阵的模部是指评价指标对应的权重,确定所述灰色模糊权重矩阵的模部包括通过层次分析法确定主观权重,利用熵权法确定客观权重,利用博弈论根据主观权重和客观权重得到组合权重;所述灰色模糊权重矩阵的灰部是根据权重的可信度由专家打分法来确定;所述灰色模糊权重矩阵的灰部是指该权重所对应的点灰度;
步骤4‑2)确定灰色模糊判别矩阵:所述的灰色模糊判别矩阵由模部和灰部构成;所述的灰色模糊判别矩阵的模部以模糊隶属度来表征评价指标对各评价状态的模糊隶属关系,采用云模型理论进行隶属度的确定;所述灰色模糊判别矩阵的灰部以点灰度点的形式来表征评价指标模糊隶属度确定的可信程度;
步骤4‑3)合成灰色模糊综合评判,并将灰色模糊综合评判矩阵根据最大隶属度和最小灰色度原则转换为系统结果集,该系统结果集即为各个项目的评价结果。
6.根据权利要求5所述的高压电缆运行状态评价方法,其特征在于,所述步骤5的利用D‑S证据理论实现由项目层到目标层的二级评价,最终得到该高压电缆的运行状态,内容包括:步骤5‑1)识别框架Θ的确定:识别框架Θ由高压电缆的运行状态的正常状态、注意状态、异常状态和严重状态四个状态等级v1、v2、v3、v4和D‑S证据理论指定的不确定度θ组成,即:Θ={v1,v2,v3,v4,θ}
步骤5‑2)确定各独立证据的基本指派函数:根据建立的高压电缆运行状态评价指标体系,将项目层的电缆本体Z1、线路终端Z2、中间接头Z3、附属设施Z4和线路通道Z5五个项目作为独立证据,并将步骤4得到各个项目的评价结果作为各独立证据的基本指派函数,用mi(A)表示,满足公式:引入可信度参数α对所述的基本指派函数mi(A)进行修正,用来表示不同项目之间的相对重要性;α由下式得出:式中,λ是有限可信度系数,λ=0.9;ωi为五个独立证据的权重向量中第i项的权重,ωmax为权重向量中的最大值;
可信度修正后的基本指派函数定义为:
步骤5‑3)证据融合:按照下式进行证据融合,
其中,m(A)是证据融合后的对应各状态等级的基本指派函数;Ai为识别框架Θ的子集;
步骤5‑4)评价决策:采用最大隶属度原则对各状态等级的基本指派函数结果进行判断,其条件公式为式中,m(ν0)表示评价等级基本指派函数的最大值,即:
表示评价等级基本指派函数的次大值,即
如果二者之差超过预定值ε1,ε1=0.15;
若满足式(36),则该评价高压电缆的最终运行状态的评价结果为ν0对应的等级;
若不满足式(36),采取信度准则对各状态等级的基本指派函数结果进行判断,其公式为式(37)中,ε2为置信水平,ε2=0.5;若满足式(37),则该评价高压电缆的最终运行状态的评价结果为ν0对应的等级;
若不满足式(37),返回步骤4调整云模型、主观权重和灰色模糊权重矩阵的灰部及灰色模糊判别矩阵的灰部,直至满足式(36)或是式(37)为止。