基于层次分析法的电能计量装置状态评估方法

陈有为, 李仁杰

国网安徽省电力有限公司滁州供电公司, 安徽 滁州 239000

0 引言

随着我国经济的高速发展,人们对电能的需求量越来越大,而随着用电量的增加,电网的运行和管理工作变得越来越复杂。电能计量设备是电力供给中的一个关键环节,电力测量是联系客户和电力公司的重要环节,其重要性不言而喻。随着“一户一表,管电到户”政策的实施,电力测量专业人员的工作量不断增加[1]。因此,如何提升操作装备的检验能力,是急需解决的问题。

各类测量仪出现的故障,常常会导致测得的电量与销售的电量不一致,给电力公司和客户带来经济损失。基于此,本文利用层次分析法,确定电能计量装置状态影响因素之间的关系,计算了电能计量装置在运行过程中的状态评估指标权重,在特定的评估等级下,获取评估指标钓隶属度函数,结合一致性检验,对电能计量装置的状态进行了评估。

1 电能计量装置状态评估方法设计

1.1 评估指标权重

对电能计量装置的状态进行评估之前,先利用层次分析法计算出各个评估指标的权重,层次分析法是通过确定电能计量装置状态影响因素之间的关系,将复杂的计算过程转换成公式的形式,具体步骤如下。

1)根据电能计量装置的结构组成,建立层次结构体系。

2)按照层次分析的九标度原则[3],确定各个评估指标的标度,以此为依据,构建电能计量装置评估指标的判断矩阵,表示为:

W=(wij)m×n

(1)

3)在式(1)的判断矩阵中,归一化处理矩阵的列向量[4],即:

(2)

4)通过同行向量的加法运算[5],计算出评估指标的初始权重向量,即:

(3)

5)归一化处理式(3)中的初始权重向量[6],得到状态评估指标的特征向量,即:

(4)

6)利用式(5)计算判断矩阵W的最大特征值,即:

(5)

7)根据判断矩阵W的最大特征值,计算电能计量装置状态评估的一致性指标[7],即:

(6)

8)利用一致性指标计算电能计量装置状态评估的一致性比率,并进行判断,即:

(7)

如果CR小于0.1,说明评估指标权重的一致性满足评估要求,否则不符合评估要求。

根据以上步骤,通过层次分析法,计算电能计量装置状态评估指标权重。

1.2 构建电能计量装置状态评估模型

计算出电能计量装置状态评估指标权重之后,确定评估等级,根据各个评估指标的隶属度,构建电能计量装置状态的模糊关系矩阵[8],并对评估指标的重要性进行打分,电能计量装置状态评估模型的实现流程如图1所示。

图1 电能计量装置状态评估流程

综上,根据层次分析法对电能计量装置状态评估指标权重的计算结果,构建出电能计量装置状态评估模型。

2 算例分析

为了验证文中方法在电能计量装置状态评估中的性能,选择某一电力企业1—12月的用电量为研究对象,将用电量的历史数据作为训练样本,利用层次分析法,对该电力企业的用电量数据进行分析,得到如表1所示的结果。

表1 用电量数据分析结果

根据表1可知,10月用电量数据的预测值与实际值之间的相对误差比较大,完全超出了电能计量装置异常状态的允许范围,因此通过评估模型的判断,可以将其作为异常状态。

为了突出文中方法在电能计量装置状态评估中的优越性,引入基于BSO-BPNN模型的评估方法作对比,在电力企业中选择8个电能计量装置进行测试,得到评估精度测试结果,如图2所示。

图2 电能计量装置状态评估精度

从图2可以看出,与基于BSO-BPNN模型的评估方法相比,采用文中方法时,电能计量装置状态评估精度可以达到90%以上,能够准确判断电能计量装置的运行情况。

3 结束语

本文提出的基于层次分析法的电能计量装置状态评估方法研究,经过测试发现,该方法可以提高电能计量装置状态的评估精度。在今后的研究中,希望可以将云模型评价与层次分析法相结合,使评估指标权值计算结果更加贴合实际。